シリコン集積化アンテナによるワイヤレス信号伝送の研究

最終年度となる本年度はシリコン集積化アンテナによるワイヤレス信号伝送の研究をさらに進める目的で以下のとおり研究を実施した。1.90nm CMOSテクノロジーを用いた差動ウルトラワイドバンド(UWB)送信回路の設計、試作を行った。そして、データレート700Mbps、電圧振幅280mV、中心周波数3.7GHzの差動ガウシアンモノサイクルパルスの出力を確認し、さらに外部からランダムデータ入力し、パルスの位相を反転することにより変調するBPSK(bi-phase shift keying)変調方式により出力したパルス列を確認した。2.試作したUWB送信回路とシリコン集積化アンテナを用いてチップ間通信試験を行い、チップ間でのUWBワイヤレス通信を確認した。3.90nm CMOSチップにおけるダミーメタル、スクライブラインによる寄生容量の集積化アンテナへ及ぼす影響を調べた。4.寄生容量によるアンテナ特性劣化を防ぐため、ボンディングワイヤによりダミーメタルのない集積化アンテナとUWB送信回路を接続し、集積化アンテナによるチップ間送受信試験を行った。そして、前年度得られた成果を元に、高誘電率インターポーザーを金属GNDとプリント基板間に挿入し、利得の改善を行った。そして、チップ開距離2mmにおいて電圧振幅20mVのガウシアンモノサイクルパルスを受信した。5.IEEE AP-Sシンポジウム2008での口頭発表、European Conference on Antennas and Propagation(EuCAP)2009でのポスター発表。以上より、シリコン集積化アンテナを搭載したUWB送信回路を用いて、シリコン集積化アンテナによるチップ間ワイヤレス信号伝送を実証した。

最終年度となる本年度はシリコン集積化アンテナによるワイヤレス信号伝送の研究をさらに進める目的で以下のとおり研究を実施した。1.90nm CMOSテクノロジーを用いた差動ウルトラワイドバンド(UWB)送信回路の設計、試作を行った。そして、データレート700Mbps、電圧振幅280mV、中心周波数3.7GHzの差動ガウシアンモノサイクルパルスの出力を確認し、さらに外部からランダムデータ入力し、パルスの位相を反転することにより変調するBPSK(bi-phase shift keying)変調方式により出力したパルス列を確認した。2.試作したUWB送信回路とシリコン集積化アンテナを用いてチップ間通信試験を行い、チップ間でのUWBワイヤレス通信を確認した。3.90nm CMOSチップにおけるダミーメタル、スクライブラインによる寄生容量の集積化アンテナへ及ぼす影響を調べた。4.寄生容量によるアンテナ特性劣化を防ぐため、ボンディングワイヤによりダミーメタルのない集積化アンテナとUWB送信回路を接続し、集積化アンテナによるチップ間送受信試験を行った。そして、前年度得られた成果を元に、高誘電率インターポーザーを金属GNDとプリント基板間に挿入し、利得の改善を行った。そして、チップ開距離2mmにおいて電圧振幅20mVのガウシアンモノサイクルパルスを受信した。5.IEEE AP-Sシンポジウム2008での口頭発表、European Conference on Antennas and Propagation(EuCAP)2009でのポスター発表。以上より、シリコン集積化アンテナを搭載したUWB送信回路を用いて、シリコン集積化アンテナによるチップ間ワイヤレス信号伝送を実証した。