| 研究概要 |
鉄膜を使った同調型マイクロ波デバイスとして,印加直流バイアス磁界によって決まる強磁性共鳴周波数付近において帯域阻止特性を示すマイクロストリップ線路を取り扱い,そのマイクロ波・ミリ波の伝搬特性解析を行った.解析の対象としたのは半導体を基板とするマイクロストリップ線路であり,ストリップ導体の下側,基板との間に鉄膜層がある.
まず飽和磁化の異なる多層の鉄膜を使った場合について2次元モデルによる解析を行い,印加バイアス磁界の大きさ,鉄膜層の厚みならびに飽和磁化の大きさの組合せを変えた場合の伝送量(減衰量)を明らかにした.更に特徴的な特性を示す周波数における電界および磁界分布を示し,検討を加えた.その結果,複数の鉄膜層のどの層の磁気損失が大きく影響するかは周波数によって異なり,その層における界の大きさから減衰量の大小はおおよそ推定できるが,定量的な関係は明確にし難かった.また,従来のような多段従属接続したフィルタの設計理論がそのまま適用できないものであることも指摘した.
次に,ストリップ導体の幅が減衰特性に与える影響を調べるためスペクトル領域法による3次元解析を行った.ストリップ導体は完全導体とし,厚みは無視する.鉄の透磁率としては実効透磁率を用いた.計算の結果,阻止帯域における最大減衰量はストリップ幅が小さくなるほど大きくなり,2次元モデルの結果から乖離して,報告されている実験結果に近づくことを確認した.さらにストリップ導体上の電流密度分布を計算して示した.
また,セラミックを基板とし鉄薄膜を含むストリップ導体をもつ線路を作製し,伝搬特性の測定を行ったが,期待される特性は得られなかった.
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