極低損失ミリ波帯狭帯域超伝導フィルタの研究開発

• 研究課題/領域番号: 25820136
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 清水 隆志 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80500397)
• 研究協力者: 古神 義則
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: 帯域通過フィルタ / 超伝導 / ミリ波 / 材料評価 / 共平面回路 / 超電導

研究成果の概要

本研究では、極低損失ミリ波帯狭帯域超伝導フィルタの研究開発を行った。共振器法に基づいた各種材料評価手法により、30-110GHz帯における低損失誘電体・導体の導電率に関するミリ波材料定数データベースの構築・拡充を行った。さらに、30GHz帯、比帯域幅1%、CPW構造円形スロット共振器構造2段BPFの設計・試作を行い、常温にて、中心周波数29.7GHz、3dB比帯域幅0.9%、挿入損失2.4dBを有する低損失ミリ波フィルタを実現した。また、高Q値、スプリアス特性に優れたHスロット共振器の設計法を提案し、この共振器を用いた急峻な遮断特性を有するミリ波フィルタを実現可能性を数値計算により示した。

研究成果

• [雑誌論文] ccurate Evaluation Technique of Complex Permittivity for Low Permittivity Dielectric Films Using a Cavity Resonator Method in 60 GHz Band (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimizu, Shunsuke Kojima, Yoshinori Kogami
  • 雑誌名: IEEE Trans. on Microw. Theory and Tech. 巻: vol.63, no.1 号: 1 ページ: 279-286
  • DOI: 10.1109/tmtt.2014.2375830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation Technique for Complex Permittivity of Mid-Loss Underfill Materials by a Cut-Off Circular Waveguide Method in Millimeter Wave Bands (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimizu, Yoshinori Kogami
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E97.C 号: 10 ページ: 972-975
  • DOI: 10.1587/transele.E97.C.972
  • NAID: 130004696716
  • ISSN: 0916-8524, 1745-1353
  • 査読あり
• [雑誌論文] 銅張誘電体基板のマイクロ波帯における実効導電率と粗さパラメータの相関に関する実験的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 霜田雄佑, 菊池幸市, 古神義則
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 巻: 12 ページ: 519-527
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遮断円筒導波管法による石英ガラスの複素誘電率の周波数依存性および温度依存性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 小又大輔, 古神義則
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌C 巻: 12 ページ: 533-540
  • 査読あり
• [学会発表] [依頼講演]平面回路用誘電体基板材料のミリ波複素誘電率測定技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古神義則, 清水隆志
  • 学会等名: 2017電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 名城大学 天白キャンパス
  • 年月日: 2017-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] Study on a high-Q H-slot resonator for Ka-band narrowband BPF (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Goto, T. Shimizu, Y. Kogami
  • 学会等名: 5th Smart City Workshop
  • 発表場所: Universiti Putra Malaysia, Malaysia
  • 年月日: 2017-03-08
  • 国際学会
• [学会発表] 60GHz帯における空洞共振器法を用いた低誘電率フィルムの複素誘電率の高精度評価技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 小島駿佑, 古神義則
  • 学会等名: 特別講演］60GHz帯における空洞共振器法を用いた低誘電率フィルムの複素誘電率の高精度評価技術,
  • 発表場所: 岡山県立大学
  • 年月日: 2017-03-02
  • 招待講演
• [学会発表] 共平面構造Hスロット共振器を用いた30GHz帯狭帯域2段BPFの設計 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤洸介, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電気学会研究発
  • 発表場所: 宇都宮大学
• [学会発表] 銅張誘電体基板に挟まれた誘電体円柱共振器の共振特性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 二階堂誠也, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波研究会
  • 発表場所: 釧路市生涯学習センター
  • 年月日: 2016-07-16
• [学会発表] Experimental Study on a Resonance Characteristics of a Stacked Dielectric Resonator for the Two Dielectric Resonator Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirano, T. Shimizu, Y. Kogami
  • 学会等名: Thailand-Japan Microwave 2016
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-06-06
  • 国際学会
• [学会発表] Experimental Study on the Appropriate Load Force on the Dielectric Plate in a Circular Cavity Resonator for the Complex Permittivity Measurement (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Mogami, N. Yamada, T. Shimizu, Y. Kogami
  • 学会等名: Thailand-Japan Microwave 2016
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2016-06-06
  • 国際学会
• [学会発表] Accurate interface conductivity measurement technique for a copper-clad dielectric substrate using a substrate sandwiched dielectric rod resonator, (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu, Y. Kogami
  • 学会等名: 87th ARFTG Microwave Measurement Conf.
  • 発表場所: Marriott Hotel, San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] ミリ波高Q共振器を用いた低損失狭帯域フィルタ (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] MgO基板の複素誘電率の30-50GHzにおける周波数依存性測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯部陽貴, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] ミリ波帯におけるMgO基板の複素誘電率の周波数依存性測定の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 磯部陽貴, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波研究会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2016-03-02
• [学会発表] 銅張誘電体基板に挟まれた誘電体円柱のモード整合法による共振特性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 二階堂誠也, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Realization of millimeter wave narrowband BPF using high Q resonator (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu
  • 学会等名: The 4th Smart City Workshop in Malaysia
  • 発表場所: Universiti Putra Malaysia
  • 年月日: 2015-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] 遮断円筒導波管法による高誘電率YSZ結晶性材料の複素誘電率測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯部陽貴, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波研究会
  • 発表場所: 川崎市産業振興財団
  • 年月日: 2015-06-25
• [学会発表] イットリア安定化ジルコニア平板の20GHz帯における複素誘電率測定と結晶構造測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯部陽貴, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電気学会研究発表会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] Development of Low Loss Ka-Band Narrowband Bandpass Filter using a Dual Mode Coplanar Type Circular Slot Resonator (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimizu, Yoshinori Kogami
  • 学会等名: 2014 IEEE MTT-S International Microwave Symposium
  • 発表場所: Phoenix Convention Canter, Phoenix, USA
  • 年月日: 2015-05-17 – 2015-05-22
• [学会発表] Development of Low Loss Ka-Band Narrowband Bandpass Filter using a Dual Mode Coplanar Type Circular Slot Resonator (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shimizu, Y. Kogami
  • 学会等名: 2015 IEEE MTT-S International Microwave Symposium
  • 発表場所: Phoenix Convention Center, Phonix, USA
  • 年月日: 2015-05-15
  • 国際学会
• [学会発表] Low loss 30GHz dual mode filter using a coplanar type circular slot resonator (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimizu, Yoshinori Kogami
  • 学会等名: 2014 Thailand-Japan Microwave
  • 発表場所: King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang (KMITL), Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] Low Loss 30GHz Dual Mode Filter Using a Coplanar Waveguide Type Circular Slot Resonator (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimizu
  • 学会等名: Vietnam Japan Microwave 2014
  • 発表場所: VNU-University of Engineering and Technology, Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] Frequency dependence measurement of complex permittivity for C-, A- and R-plane sapphire substrates from 30 to 50GHz band (2014)
  • 著者名/発表者名: Akito Ebata, Takashi Shimizu, Yoshinori Kogami
  • 学会等名: 2014 Asia Pacific Microwave Conference
  • 発表場所: 仙台国際センター会議場
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] Study on evaluation techniques of effective conductivity for copper-clad dielectric substrates (2014)
  • 著者名/発表者名: Seiya Nikaido, Takashi Shimizu, Yoshinori Kogami
  • 学会等名: 2014 Asia Pacific Microwave Conference
  • 発表場所: 仙台国際センター会議場
  • 年月日: 2014-11-04 – 2014-11-07
• [学会発表] CPW構造円形スロット共振器を用いた30GHz帯BPFの試作・評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水隆志, 岡本仁成，古神義則
  • 学会等名: 2014電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-26
• [学会発表] CPW構造円形スロット共振器を用いた30GHz帯BPFの設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁成, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波研究会技術報告書
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 誘電体平板のミリ波複素誘電率測定の高精度化に関する一検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江幡秋人, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 2014電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] 銅張り誘電体基板の実効導電率の測定精度に関する検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二階堂誠也, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 2014電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] C面，A面，R面サファイア基板のミリ波帯における複素誘電率測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江幡秋人, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波研究会技術報告書
  • 発表場所: 稚内総合文化センター
• [学会発表] Mid-loss underfill material measurements by a cut-off circular waveguide method in millimeter wave region (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Shimizu, Yoshinori Kogami
  • 学会等名: Proceeding of Thailand-Japan Microwave 2013 TJMW2013
  • 発表場所: Thailand
• [学会発表] 銅張り誘電体基板の実効導電率評価に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 二階堂誠也, 清水隆志, 古神義則
  • 学会等名: 電子情報通信学会マイクロ波研究会技術報告書
  • 発表場所: 埼玉大学
• [備考] 研究内｜Kogami Lab. & Shimizu Lab.
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/blog/category/research/%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%86%85%E5%AE%B9/
• [備考] Research | Shimizu's Web Site
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/~shimizu/category/research/
• [備考] もっと電波を!! ―ミリ波帯の実用化を目指して―
  • URL: http://www.eng.utsunomiya-u.ac.jp/intro_ee2/177.html
• [備考] ミリ波帯実用化を目指した回路設計技術の研究
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/index.php/category/2/subcatid/32?itemid=137
• [備考] 宇都宮大学大学院工学研究科 機能創成研究部門 (電気系担当) 清水隆志のwebサイト
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/~tshimizu/jpn/research_top/
• [備考] 古神・清水研究室 研究内容
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/index.php/category/2/subcatid/32
• [備考] T.SHIMIZU 研究内容
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/~shimizu/index.php?id=67
• [備考] 古神・清水研究室 研究内容
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/index.php/category/2/subcatid/32
• [備考] T.SHIMIZU 研究内容
  • URL: http://mmw.ee.utsunomiya-u.ac.jp/~shimizu/index.php?id=67