坂上 岩太

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坂上, 岩太

University of Toyama Repository

RF帯高速信号受信部受動系回路の小型化に関する研究研究代表者 工学部 坂上 岩太研究概要 :無線信号送受信部は電磁波領域の信号を扱 うため高速信号処理動作が要求される。従来この部分は分布定数系回路素子がほとんどの容積を占めていた。そのため、マイクロ波領域での集積回路化を目指して超小型化することが各方面で研究 ・検討されている。本プロジェクトもこのような社会的要請に応え、且つ大学等の研究機関において実施すベき課題として、特に、RF帯高速信号受信部における分布定数系及び集中/分布定数混在系による回路の小型化をテーマとして取り上げた。ここでは新しい回路構成法の探求とその周波数特性の解析法が主たる目標である。進捗状況 :これまで、我々独自の小型化手法を幾つか提案してきたが、本プロジェクトを進めるに当たり、再度、他の文献を参照し、そこに見る手法や考え方を精査する事を試みた。その結果、韓国の女性研究者が書いた 「集中分布混在のハイブリットリング (IEEEフルペーパー論文)」や他の研究者による 「2段構造ブランチラインカップラ (IEEEフルペーパー論文)」、下記に再掲する 「集中分布型 2方向ウイルキンソン電力分配器 (IEEEレター論文)」、「集中キャパシタによる分布定数ラットレースの小型化 (IEEEフルペーパー論文)」、「簡易型集中定数 2方向ウイルキンソン電力分配器 (電子情報通信学会技術研究報告)」等、ほぼ完全に内容把握している。この中には更に発展させて新しい知見を求めたものもある。しかしながら、その他の文献における 「2個のインダクタからなる集中定数化ブランチラインカップラ (電子情報通信学会技術研究報告)」の導出過程や 「ラジアルライン」の入カインピーダンスの固有関数展開法など、幾つかの不明部分を残している。教育研究成果 (実績等):教育研究として平成 14年度卒業研究、修論研究の中に本テーマを活かすことができた。下記に卒 ・修論タイ トル概略を示す。次の2つの場合に分けられる。(1)集中定数系の導入の場合 :(a)集中分布型 2方向ウイルキンソン電力分配器、(b)簡易型集中定数 2方向ウイルキンソン電力分配器、(c)2個のインダクタからなる集中定数化ブランチラインカップラ、(d)集中キャパシタによる分布定数ラットレースの小型化に関する研究。(a)は終端 50オー ムを負荷とするが、(b)は複素終端を前提にしている。実験測定のためには複素終端を 50オー ム終端に変換する必要があり、今後の課題である。(c)については4個の固有モー ドを導出して回路の周波数特性解析を行い、良好な結果を得、更に2段構造のブランチラインカップラの周波数特性算出に発展させたが、回路の導出過程に課題を残した。(d)41については本来有限なリアクタンス値の負荷が接続されるはずの所に、これを取り外した近似的な回路であることを明らかにした。また、回路の伝送路長を長くすると使用中心周波数が上がることになり、通常の回路とは逆の特性を示すことが新しく分かった。(2)非一様伝送路の場合 :(a)領域分害Jによるラジアルライン、(b)スタブを用いた小型化ラットレース。従来一般的に用いられている一様伝送路の代わりとして、非一様伝送路 (ラジアルライン等)を導入すると回路の小型化と高性能化が期待できる。ラジアルラインの内容を発展させ、(a)の成果を(b)に反映させることが今後の課題 となった。以上、よリー層の内容の発展と実験検証が必要である。実績としては非一様伝送路応用に関して平成 14年5月IEEE国際会議、平成 14年11月APMC(アジア太平洋マイクロ波会議)の 2件の国際会議がある。また、電子情報通信学会にフルペーパーとして投稿 してお り、現在採録決定になっている。ベンチャー起業の動向本テーマ関連ベンチャーとしては次のものが考えられる。(1)ソフ ト面 : 回路シュミレータソフ ト開発、超高周波回路設計コンサルタン ト (全てが GHzになりつつあるのでアナログ、デジタル分野での関心が高い)等(2)ハー ド面 : アンテナ電気電子回路一体 ICカー ド、ITS関連、リモコンエンジンスタニタ、自動警報装置、等の超小型送受信器関連(3)その他 : 技術力、資本力を活かした既存企業における新規開拓分野 (セラミック関連企業の超高周波デバイス開発)な ど下に回路例を示す。図 1 GHz帯全集中定数信号分岐 ・合成回路図2 文献に見る集中分布型 2方向ウイルキンソン電力分酉己42

RF帯高速信号受信部受動系回路の小型化に関する研究

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