| 研究概要 |
本研究の目的は,移動体通信用・弾性表面波(SAW : Surface Acoustic Wave)デバイスの最適設計において重要となる櫛形電極(IDT : Interdigital Transducer)の周波数特性解析の高速化手法と,SAWデバイスの感度解析のための汎用的な方法を考案するとともに,等価回路パラメータの変動に関するロバスト性を考慮したSAWデバイスの最適設計問題に対し,進化型計算を中心とした最新の最適化手法を適用することである.上記の研究目的を達成するため、今年度に実施したおもな研究項目と得られた成果は以下の通りである.
1.IDTの再解析に関する研究
IDTの周波数特性を評価するために,幾つかの等価回路モデルが提案されている.しかし,それらの等価回路モデルは簡潔な集中定数回路で表現するため,多くの双曲線関数やその逆関数の計算を必要とした.本研究では,IDTの等価回路モデルを分布定数回路として再構築することで,双曲線関数の計算回数を削減し,周波数特性の計算時間を短縮した.
2.IDTの感度解析に関する研究
IDTの改良型等価回路モデルはSmithの等価回路モデルを基盤に,メタライゼーション効果やエネルギー蓄積効果を加味したもので,実際のIDTの挙動を高い精度で模擬できる.しかし,その等価回路パラメータは基板材質や電極膜圧などに依存し,実験値との比較から厳密に求めることは容易でない.本研究では,等価回路パラメータのバラツキが上下限値で規定されるものとし,それらの変動を考慮した周波数特性の評価方法を考案した.
3.SAWフィルタの最適設計に関する研究
SAWデバイスのロバスト最適設計のための準備段階として,パラメータ変動を考慮しないSAWフィルタの設計を最適化問題に帰着させるとともに,局所探索法と遺伝的アルゴリズムを適用し,実用的な計算時間で優れた解(フィルタの構造)が求まることを確認した.
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