帯域分離フィルターを用いた新２ＳＢ－Ｍｉｘｅｒの開発

使用带分离滤波器开发新型 2SB-Mixer

基本信息

批准号：
14J12320
负责人：
長谷川豊
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

mm / submm 波帯ヘテロダイン受信機において、両側波帯を分離する手法として従来用いられてきた 2SB-SIS-Mixer 方式では2つのほぼ同じ特性を持った SIS-Mixer の出力をバランスさせる必要があり、開発・運用にある種の困難さが有り、周波数特性が安定しづらいという問題点があった。そこで本研究では、より開発運用がしやすく、従来よりも一桁以上高い側波帯分離度が安定して得られる「導波管帯域分離フィルターを用いた新 SSB, 2SB-Mixer 方式」の開発を進め、昨年度で申請当初計画していた研究開発事項のほとんどは既に達成されていた。そこで本年度は、これまでの成果をさらに発展させた 109-117 GHz の両円偏波分離・SSB 観測を一つの回路だけで実現可能な「統合型導波管回路」の開発を行い、コンポーネントレベルでこれを達成した。本回路は上記観測を行うために必要となる、100 GHz 帯左右円偏波分離器1つ、新 SSB 方式のための帯域分離フィルター2つ、LO 信号カプラ2つ、SIS-Mixer 入力のための整合回路2つを最適化統合することで、従来のおよそ半分のサイズとなる 24 x 40 x 20mm への小型化、回路長短縮に伴う損失低減、コンポーネント接続を廃した事による反射特性の改善等様々な観点で従来手法よりも優れてたものを開発できた。また、昨年度までは研究成果の論文化について十分取り組むことができていなかったが、本年度は論文化についても十分取り組み、公開済 1本、最終改稿中が一本の計2本の査読論文投稿を行った。また、本成果をもととすることで学位論文を執筆し、学位取得に至った。

在传统上用作分离毫米/亚毫米波段外差接收器中的两个边带的方法的2SB-SIS-混频器方法中，需要平衡具有几乎相同特性的两个SIS-混频器的输出。开发和运行困难，且存在频率特性难以稳定的问题。因此，在本研究中，我们开发了一种“使用波导带分离滤波器的新型SSB、2SB-Mixer方法”，该方法更容易开发和操作，并且可以稳定地获得比传统方法高一个数量级的边带分离。结果，原计划申请的大部分研发项目已于去年完成。因此，今年我们将开发一种“集成波导电路”，只需一个电路即可实现双圆偏振分离和109-117 GHz的SSB观测，进一步发展我迄今为止取得的成果。该电路包括一个 100 GHz 频带左、右圆偏振分离器、两个用于新 SSB 方法的频带分离滤波器、两个 LO 信号耦合器和一个用于 SIS-混频器输入，所有这些都是执行上述观察所需的优化。并集成两个匹配电路，尺寸约为常规尺寸的一半：24 x 40 x 20mm。我们能够开发出一种在多种方面优于传统方法的器件，包括小型化、通过缩短电路长度来减少损耗，以及通过消除元件连接来改善反射特性。另外，直到去年，我们还没有做出足够的努力来以论文形式发表我们的研究成果，但今年我们已经做出了足够的努力来发表我们的研究成果，提交了两篇同行评审论文，一篇发表，一篇在最后的修改过程中。此外，他还根据这一成果撰写了博士论文并获得了学位。