| 研究課題/領域番号 |
25820136
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
清水 隆志 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80500397)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| 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 |
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| 研究実績の概要 |
データ無線通信の急激な増加が既存の無線通信ステムの周波数帯域ひっ迫の大きな要因となっている。このため、大量の無線データ通信の一部を周波数ひっ迫度の低いミリ波帯へ迂回させる研究開発が盛んである。この時、周波数有効利用の観点から、急峻な遮断特性を有する低損失ミリ波フィルタが将来必要不可欠となり、重要性を増してくる。
平成21-22年度研究開発において、研究代表者は、高Q値が得られる共平面構造円形スロット共振器（CCSR）およびCCSRを用いた2重モード30GHz帯2段BPFを提案し、比帯域幅1%, 挿入損失0.2dBの超低損失特性をもつ優れた構造であることを計算により示してきた。
本研究の目的は、提案構造の試作・実測を通し、さらなる高性能フィルタの開発を行うことである。
本年度は、平成25年度の研究結果を踏まえ、常温におけるCCSR共振器のQ値向上の検討およびフィルタ特性の高性能化に関する検討を行った。その結果、製作精度の影響を受けにくいCCSR共振器の遮蔽導体寸法および基板厚さを見直しを行い、新たに設計した共振器を用いた多段高性能フィルタ設計のための設計基礎資料を得た。今後、高性能フィルタの設計・試作を引き続き検討する。
さらに、c面，a面，r面各サファイア基板のミリ波複素誘電率の周波数依存性測定を行い、結晶軸に応じた複素誘電率の周波数依存性を明らかにし、CCSR構造をr面サファイア基板上に設計するための基礎データの拡充を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現在までの達成度を上記とした自己点検した理由は下記のとおりである。
製作精度の影響を受けにくいCCSR共振器の遮蔽導体寸法および基板厚さを見直しを行い、新たに設計した共振器を用いた多段高性能フィルタ設計のための設計基礎資料を得た。しかしながら、当初の目標であった試作評価およびr面サファイア基板を用いた超伝導フィルタの設計が行えていないためである。これは、研究計画当初予期していなかった研究環境の改修工事およびそれに伴う移転作業が平成26年度前半にあったためである。
一方、ミリ波帯材料定数DBは、当初予定していたc面，a面，r面各サファイア基板のミリ波複素誘電率の周波数依存性を明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の推進方法としては、アルミナ基板・銅導体を用いた30GHz帯，比帯域幅1%を有する4段BPFの設計試作および、常温・低温化にて評価を行い、提案構造の有効性を検証する。
さらに帯域外特性の改善手法を検討する。最終目標である超伝導体を用いる場合、回路規模増加による損失は原理的には増加しない。その利点を生かし、低域/高域通過フィルタを付加しBPF回路構成を検討し、帯域外特性の向上を狙う。これらの検討結果を踏まえたｒ面サファイア基板・超伝導体を用いた超低損失ミリ波フィルタの実現を目指す。なお、挿入損失の目標値としては、極低温化にて0.5dB程度とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していたアルミナ基板・銅導体を用いた4段帯域通過フィルタの試作が行えなかったためである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度上期中に、アルミナ基板・銅導体を用いた4段BPFの試作評価を行う計画である。
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