|
サブミリ波帯の電波観測用受信機の開発において、低雑音ジョセフソンミキサーが実用化されつつあるが、帯域幅はIF増幅器により制限される。したがって、この性能を十分に発揮させるために広帯域低雑音IF増幅器が必要になっていた。増幅器のIF周波数は、ミキサーの3ポートモデルの容易さから、低い方が好ましい。この観点から、本研究では、3GHzの中心周波数で2GHzの帯域幅をもつFET増幅器の実用化を行ない、次の成果を得た。
1. 市販の雑音特性測定装置は、70K以下の測定に誤差が大きいためより低雑音の特性が精度よく測定できる測定系を製作した。
2. 2GHzから4GHzの専用のベクトルネットワークアナライザーを製作した。これにより実時間の測定と表示が可能となり回路調整の最適化が容易になった。
3. 広帯域の雑音整合回路を設計、試作した。この回路はスタブをつけた1/4波長を基本とする3セクションの分布定数線路からなる。
4. 得られた増幅器は常温にて、利得16dB、雑音温度50K以下で、帯域幅1.7GHzを得た。これは、MGF1304のFETを使用している。
5. 65Kに冷却したとき、利得は17dB、2GHzの帯域で雑音温度25±3Kを得ることができた。利得の周波数特性が大きいが、出力回路の最適化をすれば容易に改良できるので、市販の冷却サーキュレータを取りつければ、そのまま実用になる性能である。ここで使用したFETは、MGF1412である。
6. 30K以下の冷却では、FETの雑音インピーダンスが変化することが明らかとなり同一の入力整合回路では雑音特性の劣下が見られた。入力回路の最適化を計れば雑音温度25K以下が可能であろう。
なお、5.については、野辺山宇宙電波観測所のミリ波受信機のIF増幅器として使用すれば、より観測の特徴を発揮できる性能でもある。
|
