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放射光直接エッチングによる短ミリ波帯テフロンSIW集積回路の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04602
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関岡山県立大学

研究代表者

岸原 充佳  岡山県立大学, 情報工学部, 准教授 (50336905)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード放射光直接エッチング / 微細加工 / 短ミリ波帯集積回路 / テフロンSIW / 電子デバイス・機器 / X線リソグラフィ / 情報通信工学 / マイクロ・ナノデバイス
研究開始時の研究の概要

本研究では,放射光直接エッチングにより微細テフロン構造体を形成する方法を利用した短ミリ波帯導波管集積回路の構成方法に基づき,そのプロセスをテフロンベースのSIW回路の製作プロセスへ発展させる.これにより,文字通りテフロン基板に集積した(埋め込んだ)導波管集積回路の実現を目的とする.研究は次のように行う.①製作するSIW等の回路パターンを設計し,X線マスクを準備する.②放射光でテフロンシートの精密加工を行い,微細テフロン構造物を得る.③微細テフロン構造物にAuのスパッタ蒸着と電解めっきを施す.④完成した試作回路の伝送特性を測定・評価する.

研究成果の概要

放射光直接エッチングにより微細テフロン構造体を形成する方法を利用して、形状強度があり、回路設計自由度の高い誘電体基板集積導波路(SIW)型の短ミリ波帯集積回路が実現可能なことを明らかにした。
G帯(140-220 GHz)を動作帯域とするSIW十字形3dBカプラやSIW横断回路を集積化した4×4バトラーマトリクスを設計・試作し、測定したアンテナビーム方向が数値シミュレーション結果と大よそ一致しているという事実からその有効性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一般生活への無線通信端末が普及した現在、ミリ波帯やテラヘルツなどの未利用周波数領域の有効活用が強く求められている。100 GHzを超えるような高周波数領域では、回路素子も精密な微細構造が求められる。その際、微細構造の形状保持と回路設計の自由度、複数回路の集積化などが求められる。本研究成果は、これらに優れるSIW型導波路を用いて短ミリ波帯からテラヘルツ帯にまで適用可能なテフロンベースのSIW集積回路が実現することを示した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Design and Fabrication of PTFE Substrate-Integrated Waveguide Butler Matrix for Short Millimeter Waves2023

    • 著者名/発表者名
      Mitsuyoshi Kishihara, Kaito Fujitani, Akinobu Yamaguchi, Yuichi Utsumi, Isao Ohta
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E106.C 号: 3 ページ: 111-115

    • DOI

      10.1587/transele.2022ECS6003

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2023-03-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 短ミリ波帯E面空胴型導波管3dBカプラ――エンドミルサイズを考慮した設計――2022

    • 著者名/発表者名
      岸原 充佳,河合 正,太田 勲
    • 巻
      J105-C
    • 号
      3
    • ページ
      112-113
    • DOI

      10.14923/transelej.2021JCF6004

    • ISSN
      1881-0217
    • 年月日
      2022-03-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Fabrication of PTFE Substrate Integrated Waveguide Coupler by SR Direct Etching2021

    • 著者名/発表者名
      M. Kishihara, M. Takeuchi, A. Yamaguchi, Y. Utsumi, and I. Ota
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E104.C 号: 9 ページ: 446-454

    • DOI

      10.1587/transele.2020ECP5043

    • NAID

      130008082174

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2021-09-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 短ミリ波帯PTFE基板集積導波管バトラーマトリクスの試作・評価2021

    • 著者名/発表者名
      岸原充佳
    • 学会等名
      電子情報通信学会マイクロ波研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] G帯PTFE SIW十字交差形3dBカプラの試作・評価2021

    • 著者名/発表者名
      岸原充佳, 藤谷海斗, 山口明啓, 内海裕一, 太田勲
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 180GHz帯PTFE基板集積導波管バトラーマトリクスの試作2020

    • 著者名/発表者名
      岸原充佳, 竹内雅耶, 山口明啓, 内海裕一, 太田勲
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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