オンチップ低消費電力注入同期型アクティブセルを用いた150GHzアレーアンテナ

使用片上低功耗注入锁定有源单元的 150GHz 阵列天线

• 批准号: 21K04171
• 负责人: 本良 瑞樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shizuoka Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04171/
• 关键词: 短ミリ波; 低消費電力; アクティブアレーアンテナ; 発振器; 注入同期; アクティブアンテナ; 注入同期型アクティブセル; 小型

研究目的である，150GHz帯におけるアクティブアンテナユニットを実現し，これをアレー化することでアンテナアレーとしての動作を検証するための検討を行った．これを実現するには，(1)低消費電力な発振器，(2)小型なアクティブアンテナ，(3)外部からの同期が可能なアクティブアンテナユニットが必要になる．本研究では，課題(1)の解決を研究項目①とし，課題(2), (3)の解決をそれぞれ研究項目②－１，②－２としている．今年度は研究項目①を達成するため，150GHz帯での発振器を設計，試作した．シミュレーションにおいて電源電圧0.6Vで消費電力1mWであった．本発振器を米国Global Foundaryの45nm SOI-CMOSを用いて試作を行った．更に，研究項目②－２を達成するため，試作発振器の差動出力端子間に並列にスイッチを挿入し，同期の確認を行えるようにした．スイッチを並列型とした理由は発振器に対して直列スイッチを用いると，低電圧環境下では発振開始がスムーズに行かない現象が確認されたためである．提案スイッチにより，低消費電力化のための低電圧動作，および，アクティブユニットが同期できることをシミュレーションで確認している．試作ICについては年度内に評価を行い，基板実装によるアレー化を行う予定であったが，昨今の半導体不足によるファウンダリー生産ラインの混雑により，当初12月納品であったICが3月納品と非常に遅れたため，年度が改まってから評価を開始している．今年度6月末までには評価を完了させ，実装作業を行う予定である．

Research purpose で あ る, 150 GHZ 帯 に お け る ア ク テ ィ ブ ア ン テ ナ ユ ニ ッ ト を be し, こ れ を ア レ ー change す る こ と で ア ン テ ナ ア レ ー と し て の action を 検 card す る た め の 検 line for を っ た. こ れ を be presently す る に は, (1) low power consumption な 発 oscillator, (2) small な ア ク テ ィ ブ ア ン テ ナ, (3) external か ら の period may が な ア ク テ ィ ブ ア ン テ ナ ユ ニ ッ ト が necessary に な る. This study で は, subject project (1) (1) の solve を study と し, subject (2), (3) の solve を そ れ ぞ れ research project (2) - 1, 2-2 と し て い る. This year, the するため research project ①を has achieved するため, and the design of the で <s:1> vibration absorber を for the 150GHz band has been attempted, with the trial work of た. Youdaoplaceholder0 シ ュレ ショ ショ ショ にお て て power supply voltage 0.6Vで power consumption 1mWであった. This vibrator を us Global Foundary <s:1> 45nm SOI-CMOSを is tested with て て を line った. More に, research project (2) - 2 を reached す る た め, attempt 発 oscillator の に に juxtaposition between differential output terminal ス イ ッ チ を scions into し, at the same time line の confirm を え る よ う に し た. ス イ ッ チ を paratactic type と し た reason は 発 oscillator に し seaborne て inline ス イ ッ チ を with い る と, low electricity 圧 environment で は 発 vibration start が ス ム ー ズ に line か な い phenomenon が confirm さ れ た た め で あ る. Proposal ス イ ッ チ に よ り, low power consumption の た め の 圧 action, low electricity お よ び, ア ク テ ィ ブ ユ ニ ッ ト が period で き る こ と を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で confirm し て い る. Try as IC に つ い て に は year review 価 を い, substrate be loaded に よ る ア レ ー change line を う designated で あ っ た が, insufficient yesterday today の semiconductor に よ る フ ァ ウ ン ダ リ ー production ラ イ ン の mixed 雑 に よ り, at the beginning in December, product で あ っ た IC が march, product と very に 遅 れ た た め, annual change が ま っ て か ら review 価 を began し て い る. By the end of June of this year, the までに を evaluation 価を was completed させ, and the actual installation work を was determined う.