リアクション(反作用)方式を用いたマイクロ波送信用超伝導フィルタの研究開発

反应法微波传输超导滤波器的研发

• 批准号: 08J01996
• 负责人: 二ッ森 俊一
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01996/
• 关键词: 高温超伝導体; リアクションフィルタ; マイクロ波フィルタ; 耐電力; 非線形ひずみ; 相互変調ひずみ; 隣接帯域外漏洩電力; 分割オープンリング

本研究では,送信用HTS(高温超伝導体,High-Temperature Superconductor)フィルタ実現のためにリアクションフィルタに注目し,これまでに蓄積された技術から発展した新たな動作方式および構造を持つHTSフィルタを提案し,数値解析や試作実験により詳細検討を行い,その実現可能性を探った.さらにひずみ解析・測定評価技術等の周辺要素技術開発を推し進め,新デバイス実現のための研究を行った.まず,リアクションフィルタを構成する新たな構造を有する分割オープンリング共振器の構造最適化を実施した.最適化した共振器は,高無負荷Q値化(約100,000)および電流密度分散効果による耐電力特性向上の同時達成が可能となった.これらの検討結果を踏まえ,第4世代移動体通信システム基地局送信用HTSリアクションフィルタの設計・製作を行った.ここでは,5GHz帯リアクションフィルタの測定評価を行い,40dB/MHz以上の急峻遮断特性および低相互変調ひずみ特性を実験確認した.本フィルタは,マイクロ波電力増幅器から発生する隣接帯域ひずみ抑圧を目的としており,通過損失0.1dB以下,帯域幅4MHzおよび抑圧量10dB以上の超低挿入損失特性かつ急峻遮断特性を有している.また,詳細な相互変調ひずみ等の非線形ひずみ特性を明らかにするための,高度な非線形特性評価法について検討を実施した.100dB以上の高ダイナミックレンジかつ高精度のひずみ振幅・位相測定系を構築し,HTSデバイスの非線形ひずみ特性を詳細に取得した.取得した非線形特性を的確かつ矛盾なく説明可能な,複素べき級数に基づく非線形特性解析を行い,HTSマイクロ波デバイスの詳細な非線形特性を初めて明らかにした.

In this paper, we pay attention to the development of HTS(High-Temperature Superconductor), and explore the possibility of its realization. Technical development of peripheral factors such as analysis, measurement and evaluation technology has been promoted, and research on new technologies has been conducted. The structure of the resonator is optimized according to the structure of the resonator. Optimization of resonator, high no-load Q value (about 100,000), high current density dispersion effect, high resistance to electric power characteristics and high possibility. The fourth generation mobile communication system is designed and manufactured by the base station. The measurement and evaluation of 5 GHz frequency range is carried out, and the rapid interruption characteristics above 40dB/MHz and the low mutual modulation characteristics are confirmed. The power amplifier of the present invention has a transmission loss of less than 0.1 dB, a band amplitude of 4MHz, and a suppression voltage of more than 10dB, and an ultra-low transmission loss characteristic and an emergency interruption characteristic. The method for evaluating the non-linear characteristics of HTS is implemented. The system for measuring the amplitude and phase of HTS is constructed with a high accuracy of more than 100 dB. Obtaining the non-linear characteristic is true and contradictory. The explanation is possible. The basic non-linear characteristic analysis of complex prime series is carried out. The detailed non-linear characteristic of HTS is initially clear.

项目成果

Precise measurement of IMD behavior in 5-GHz HTS resonators and evaluation of nonlinear microwave properties

精确测量 5 GHz HTS 谐振器中的 IMD 行为并评估非线性微波特性

• 发表时间: 2008
• 作者: Asai T.;Utagawa A.;Amemiya Y.;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;田代克久;田代克久;田代克久;田代克久;Katsuhisa Tashiro;田代克久;田代克久;Shunichi Futatsumori;Shunichi Futatsumori;Shunichi Futatsumori;二ッ森俊一;二ッ森俊一;Shunichi Futatsumori;Masato Furuno;古野匡人;二ッ森俊一;Shunichi Futatsumori
• 通讯作者: Shunichi Futatsumori

A novel filter construction utilizing HTS reaction-type filter to improve adjacent channel leakage power ratio of mobile communication systems

一种利用高温超导反应型滤波器改善移动通信系统邻道泄漏功率比的新型滤波器结构

• 发表时间: 2009
• 期刊: IEICE Transactions on Electronics E92-C
• 作者: Asai T.;Utagawa A.;Amemiya Y.;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;Katsuhisa Tashiro;田代克久;田代克久;田代克久;田代克久;Katsuhisa Tashiro;田代克久;田代克久;Shunichi Futatsumori
• 通讯作者: Shunichi Futatsumori

5GHz帯高温超伝導リアクション送信フィルタを用いた電力増幅器の隣接帯域ひずみ抑圧および電力効率改善

利用5GHz频段高温超导反应传输滤波器抑制功率放大器的邻带失真并提高功率效率

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Tayamachi;Q. Wang;and J. Wang;二ッ森俊一
• 通讯作者: 二ッ森俊一

A 5 GHz high-temperature superconducting reaction-type transmitting filter based upon split open-ring resonators

一种基于分体开环谐振器的5 GHz高温超导反应型发射滤波器

• 发表时间: 2008
• 期刊: Superconductor Science and Technology 21
• 作者: 太田隆博;森田啓義;松原裕;Brian Kurkoski;Shunichi Futatsumori
• 通讯作者: Shunichi Futatsumori

5GHz帯高温超伝導リアクション送信フィルタを用いた電力増幅器の両側隣接帯域ひずみ改善

采用5GHz频段高温超导反应传输滤波器改善功放两侧邻带失真

• 发表时间: 2008
• 作者: Brian Kurkoski;Kazuhiko Yamaguchi and Kingo Kobayashi;松嶋俊和;Brian M. Kurkoski;山本学;Manabu Yamamoto;Brian Kurkoski and Justin Dauwels;二ッ森俊一
• 通讯作者: 二ッ森俊一