1989 Fiscal Year Annual Research Report
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63550033
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| Research Institution | National Astronomical Observatory |
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Principal Investigator |
春日 隆 国立天文台, 電波天文学研究系, 助手 (70126027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川辺 良平 国立天文台, 電波天文学研究系, 助手 (10195141)
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| Keywords | 高電子移動度トランジスタ-(HEMT) / 極低温 / マイクロ波 / ミリ波 / DXセンタ- / 光応答 / アンプ@ミキサ- |
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| Research Abstract |
マイクロ波HEMTアンプ(23GHz)を極低温まで冷却した時に顕著になる問題は、微量の赤色光をHEMT素子に照射する事により改善できる事が、昨年度の実験で確認できた。また、同じ原理から増幅度、雑音特性が向上する事の確証も得られた。これら問題点のうち、安定度・再現性の向上をはかる事、そして履歴現象を無くす事が、アンプ使用上特に重要であり、そのためにはアンプに使用されている全HEMT素子を光照射しなければならない事も指摘した(89年秋期天文学講演)。
本年度は、これらを踏まえ、技術の実用化を目指し、冷却ミリ波HEMTミキサ-(43GHz)の設計、製作を行った。ミキサ-はHEMT素子一つだけの単純な構造をしており、ミリ波検出・増幅・周波数変換を同時に行うものである。この為、光照射の効果・制御をより明確に調べることが可能となるからである。構造としては、信号(43GHz)は導波管で導入しアンテナ・ストリップ線路を介してHEMTゲ-トに、局発入力(41.6GHz)は同軸・ストリップ線路でドレインにそれぞれ供給される。そしてIF出力(1.4GHz)はドレインから取り出し、超低雑音増幅器に送る。このミキサ-は原理的にはゲインが期待できるものである。制御用の光は、常温部に置かれたLEDから光ファイバ-で導入する。ミキサ-及びその付属部分はアンプの場合と同様にHe冷凍器で20K以下に冷却される。
ミリ波HEMT/FETミキサ-の実験は世界的にもほとんど例はなく、かつ超高感度フロントエンドとしての性能を得るため、極低温冷却・光照射するのは初めての試みである。組み立て後、常温での評価では、変換損として3.2dBに達し、ダイオ-ドミキサ-を越えたトップデ-タを得ることができた。極低温冷却そして光照射による効果は大いにあると考える。
ミリ波で使用できるHEMT素子は、まだ実験的要素が強く、製造ロットの違いによる特性変化が大きく、ミキサ-マッチング回路が対応しきれていない。現在は、その改良を続行している。
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