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2015 年度 実績報告書

シリコンウェハ加工技術を用いた300GHz帯高利得高効率広帯域平面アンテナの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26630171
研究機関東京工業大学

研究代表者

廣川 二郎  東京工業大学, 大学院理工学研究科(工学系), 教授 (00228826)

研究分担者 永妻 忠夫  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00452417)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードアンテナ / サブミリ波
研究実績の概要

300GHz帯積層薄板2層構造中空導波管スロットアレーアンテナを,製作精度が約数umであるシリコン加工技術により製作した。16x16素子アレーアンテナを設計周波数350GHzで一様励振設計した。実現利得が31dBiを超える周波数範囲は338GHzから372GHzまでであり,比帯域は約10%を得た。直径4インチ,厚さ0.2mmのシリコンウエハ5枚を用いて,アンテナ,導波路,共振器を製作する手順として,パターンエッチング,メッキ,接合,ダイシングを行う手法を確立した。金電気メッキの下地として,クロムを電子ビーム蒸着した場合と,さらに無電解ニッケルメッキを施した場合を検討した。簡易な構造の導波路,共振器ではクロムを電子ビーム蒸着した場合が良い結果であり,構造が複雑なアンテナではさらに無電解ニッケルメッキを施した場合が良かった。設計周波数の350GHzを中心として,利得3dB低下比帯域が約10%(帯域幅35GHz)と,並列給電の特長である広帯域特性が初めて実験で確認できた。また,同一構造の4つのアンテナを試作しその特性を比較したところ,ばらつきが小さいことを確認した。パターンエッチング,メッキ,接合のいずれの工程もおおむね成功したといえる。また,2つの積層薄板2層構造中空導波管スロットアレーアンテナを向き合わせた近接無線通信の検討を行い,位相変調を施すことで,アンテナ間の距離が0~10mmの範囲において,定在波の影響を受けず安定した通信が可能であることを,理論で示すとともに,実験からも実証した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] Present and Future of THz Communications2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Swedish Microwave Days, GigaHertz Symposium
    • 発表場所
      Konsert and Kongress, Linkoping, スウェーデン
    • 年月日
      2016-03-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Close-Proximity Terahertz Communications Using Phase Modulation and Array Antennas2015

    • 著者名/発表者名
      K. Oogimoto, Y. Inubushi, J. Hirokawa, and T. Nagatsuma
    • 学会等名
      International Symposium on Frontiers in THz Technology
    • 発表場所
      Congress Center in ACT CITY, 浜松市
    • 年月日
      2015-08-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Plate-laminated Waveguides for 350GHz Band Fabricated by Silicon Process2015

    • 著者名/発表者名
      J. Hirokawa, S. Suetsugu, K. Oogimoto, T. Nagatsuma, H. Seto, Y. Inoue, and M. Saito
    • 学会等名
      Vietnam-Japan MicroWave
    • 発表場所
      Univ. of Science - Vietnam Natl. Univ., Ho Chi Minh,ベトナム
    • 年月日
      2015-08-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Plate-laminated Waveguide for 350GHz Band by Silicon Process2015

    • 著者名/発表者名
      J. Hirokawa, S. Suetsugu, Y. Minamikata, T. Nagatsuma, H. Seto, Y. Inoue, and M. Saito
    • 学会等名
      URSI Atlantic Radio Science Conf.
    • 発表場所
      ExpoMeloneras Conv. Centre, Gran Canaria,スペイン
    • 年月日
      2015-05-17
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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