| 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), 准教授 (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 / 超電導 / 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シ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27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、研究目標であったフィルタ特性の高性能化を目指した検討の際に、当初想定していた共振器の直列配置による多段化では、不要な共新モードや結合が制御できず、所望の高性能特性をが得られないことが明らかになった。そこで、共振器配置の方法の再検討や遮蔽導体構造の検討などを3次元電磁界シミュレーションに基づいて行い、その実現可能性を得た。今後、高性能フィルタの具体的な実現に向けて、設計・試作を引き続き検討する。
さらに、良好な超電導体が製膜可能であるMgO基板や各種結晶性材料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た。また銅張誘電体基板における導体界面の表面抵抗評価手法の開発を行った。これにより、CCSR構造を常導体基板や超電導体基板上に設計するための基礎データの拡充が行えた。
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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
現在までの進捗状況を上記とした理由は下記のとおりである。
研究目標であったフィルタ特性の高性能化を目指した検討の際に、当初想定していた共振器の直列配置による多段化では、不要な共新モードや結合が制御できず、所望の高性能特性をが得られないことが明らかになった。そこで、共振器配置の方法の再検討や遮蔽導体構造の検討などを追加し、研究計画の見直しを行ったため、慎重にやや遅れが生じた。
一方、ミリ波材料定数DBは、良好な超電導体が製膜可能であるMgO基板やその他結晶性材料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 |
今後の推進方針としては、多段化可能な共振器構造の検討を行った上で、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段帯域通過フィルタの設計・試作および常温・低温化での評価を行い、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し、高性能化を目指す。挿入損失の目標値としては、低温化で3dB程度とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた常導体および超伝導体を用いた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28年度中に、アルミナ基板・銅導体・アルミ遮蔽導体を用いた4段帯域通過フィルタの試作評価を行う計画である。
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