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機械学習と非線形回路自動合成に基づく高周波デバイスモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 16K14269
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関広島大学

研究代表者

天川 修平  広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (40431994)

研究協力者 藤島 実  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードデバイスモデル / 高周波回路 / 回路合成 / 伝送線路 / デバイスモデリング / モデル化
研究成果の概要

本研究では,測定データをもとに自動回路合成によって回路理論的意味での物理性を備えた高周波回路用デバイスモデルを生成する基礎技術を築くことを目指した.まず,周波数依存性抵抗器を含む1ポート回路網の合成方法について検討し,既存の理論を拡張した.これをCMOS伝送線路のモデリングに適用し,測定データ(Sパラメータ)からモデルを生成するプログラムを作成した.また,モデリング技術を応用して伝送線路の特性インピーダンスを数百ギガヘルツまで見積もる方法を提案した.MOSFETについてはニューラルネットでSパラメータから電流電圧特性の近似式を求めた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,具体例としては数百ギガヘルツまでの周波数を含むサブテラヘルツ帯を利用した無線通信用集積回路の研究開発に資するものである.事実,研究成果である測定法とモデリング技術を利用して作成したCMOS集積回路上の伝送線路のモデルの一部は,300 GHz帯で動作するCMOSトランシーバ回路の設計に利用した.このトランシーバは,実測で80ギガビット毎秒の高速で通信できることが確認できた.今後もこれ以外の高周波集積回路の研究開発にも役立つものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Scattered Reflections on Scattering Parameters — Demystifying Complex-Referenced S Parameters —2016

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Amakawa
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E99.C 号: 10 ページ: 1100-1112

    • DOI

      10.1587/transele.E99.C.1100

    • NAID

      130005598136

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Causal Characteristic Impedance Determination Using Calibration Comparison and Propagation Constant2019

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Amakawa
    • 学会等名
      92nd Automatic RF Techniques Group Microwave Measurement Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prescriptions for identifying the definition of complex-referenced S-parameters in commercial EM simulators2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi and S. Amakawa
    • 学会等名
      The 38th PIERS in St Petersburg, Russia
    • 発表場所
      サンクトペテルブルク,ロシア
    • 年月日
      2017-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Causal transmission line model incorporating frequency-dependent linear resistors2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takeshige, Y. Ito, K. Takano, K. Katayama, T. Yoshida, M. Fujishima, and S. Amakawa
    • 学会等名
      21st IEEE Workshop on Signal and Power Integrity
    • 発表場所
      バヴェーノ,イタリア
    • 年月日
      2017-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How does my microwave/EM simulator define complex-referenced S-parameters?2017

    • 著者名/発表者名
      S. Amakawa
    • 学会等名
      Vietnam-Japan Microwave
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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