次世代テラヘルツ無線システムの構築に向けた送受信集積回路技術の研究

次世代テラヘルツ無線技術として、共鳴トンネルダイオード（Resonant Tunneling Diode: RTD）を用いた送受信集積回路の実現を目指し、以下の項目について系統的な研究を行ない、所期の目標を達成した。（１）回路素子のモデリング：RTDのDCバイアス電圧に対する回路モデルと伝送線路のモデルを構築し、実際のRTDと伝送線の測定結果と比較することにより、DCバイアスに応じた、送信（発振器）と受信（検出器）動作ならびに伝送線の周波数特性を正確に記述することに成功した。（２）強度変調（OOK）方式を利用したRTD送受信回路の開発：上記モデルを用いて、送受信の高効率化（送信器の放射特性の向上と受信器の感度向上）を目指し、ボータイアンテナとRTDを集積化した回路を開発した。（３）位相変調、多値変調方式を利用したRTD送受信回路の開発：RTDを2素子用い、ひとつを発振器、もうひとつをミキサ（アップ・ダウンコンバータ）として動作させる独自の集積回路を開発した。（４）送受信モジュールの開発：高速化（伝送速度の向上）を目指し、インピーダンス整合に注力して、実装基板（コネクタを含む）にRTD回路チップを搭載したモジュールを開発した。また、モジュールの低コスト化のためにHDPEレンズを採用した。（５）システムデモンストレーション：2台のRTD送受信モジュールを用いて、６Gbit/s（エラーフリー）、10Gbit/s（FECレート）の通信速度を達成し、これまでの記録を大幅に更新した。

次世代テラヘルツ無線技術として、共鳴トンネルダイオード（Resonant Tunneling Diode: RTD）を用いた送受信集積回路の実現を目指し、以下の項目について系統的な研究を行ない、所期の目標を達成した。（１）回路素子のモデリング：RTDのDCバイアス電圧に対する回路モデルと伝送線路のモデルを構築し、実際のRTDと伝送線の測定結果と比較することにより、DCバイアスに応じた、送信（発振器）と受信（検出器）動作ならびに伝送線の周波数特性を正確に記述することに成功した。（２）強度変調（OOK）方式を利用したRTD送受信回路の開発：上記モデルを用いて、送受信の高効率化（送信器の放射特性の向上と受信器の感度向上）を目指し、ボータイアンテナとRTDを集積化した回路を開発した。（３）位相変調、多値変調方式を利用したRTD送受信回路の開発：RTDを2素子用い、ひとつを発振器、もうひとつをミキサ（アップ・ダウンコンバータ）として動作させる独自の集積回路を開発した。（４）送受信モジュールの開発：高速化（伝送速度の向上）を目指し、インピーダンス整合に注力して、実装基板（コネクタを含む）にRTD回路チップを搭載したモジュールを開発した。また、モジュールの低コスト化のためにHDPEレンズを採用した。（５）システムデモンストレーション：2台のRTD送受信モジュールを用いて、６Gbit/s（エラーフリー）、10Gbit/s（FECレート）の通信速度を達成し、これまでの記録を大幅に更新した。