低損失高速伝送のための負透磁率材料を用いた伝送線路設計理論の確立

本研究の目的は、強磁性共鳴周波数を超えた超高周波領域の透磁率応用分野を新たに開拓する研究として、負透磁率特性を活用した表皮効果抑制線路を提案するものであり、高速伝送線路の低損失化・低遅延化を目的としている。表皮効果損失抑制の有効性を示すため、負透磁率材料を用いた多層構造伝送線路の設計理論を確立し、特に、プリント配線における銅箔表面粗化に対する有効性の検証を進めている。当研究で確立した円形多層構造および矩形多層構造の電磁界理論を用いることにより、種々の材料の積層構造に対して最も低損失となる膜厚を設計することができる。令和4年度は、円形多層伝送線路に関する研究を進め、円形多層伝送線路の電磁界理論を発展させ、導体損失、磁性体損失および誘電体損失を加味した理論を拡張し、伝送線路全体の損失を評価できるようになり、同理論に基づいた低損失設計の検討を進めた。この理論を逆算することにより、使用する磁性材料の膜厚、導電率および飽和磁化を別途計測しておけば、磁性材料の透磁率および異方性磁界を推定することができる。また、磁性材料の開発において、現時点で所望の異方性磁界を得ることが難しい場合でも、後付けのソレノイドコイルにより直流の外部磁場を与えることにより、仮想的に異方性磁界を付与することができ、高速伝送線路の低損失化を実験的に確認することができるようになる。このため、伝送線路に均一な直流外部磁場を印加するためのソレノイドコイルの設計を実施した。研究実績として、国内学会で関連する研究発表1件を実施することができた。

本研究の目的は、強磁性共鳴周波数を超えた超高周波領域の透磁率応用分野を新たに開拓する研究として、負透磁率特性を活用した表皮効果抑制線路を提案するものであり、高速伝送線路の低損失化・低遅延化を目的としている。表皮効果損失抑制の有効性を示すため、負透磁率材料を用いた多層構造伝送線路の設計理論を確立し、特に、プリント配線における銅箔表面粗化に対する有効性の検証を進めている。当研究で確立した円形多層構造および矩形多層構造の電磁界理論を用いることにより、種々の材料の積層構造に対して最も低損失となる膜厚を設計することができる。令和4年度は、円形多層伝送線路に関する研究を進め、円形多層伝送線路の電磁界理論を発展させ、導体損失、磁性体損失および誘電体損失を加味した理論を拡張し、伝送線路全体の損失を評価できるようになり、同理論に基づいた低損失設計の検討を進めた。この理論を逆算することにより、使用する磁性材料の膜厚、導電率および飽和磁化を別途計測しておけば、磁性材料の透磁率および異方性磁界を推定することができる。また、磁性材料の開発において、現時点で所望の異方性磁界を得ることが難しい場合でも、後付けのソレノイドコイルにより直流の外部磁場を与えることにより、仮想的に異方性磁界を付与することができ、高速伝送線路の低損失化を実験的に確認することができるようになる。このため、伝送線路に均一な直流外部磁場を印加するためのソレノイドコイルの設計を実施した。研究実績として、国内学会で関連する研究発表1件を実施することができた。