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

用于构建下一代太赫兹无线系统的发射器/接收器集成电路技术研究

• 批准号: 14F04701
• 负责人: 永妻 忠夫
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04701/
• 关键词: テラヘルツ; 無線通信; 共鳴トンネルダイオード

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。

Next-generation wireless technology, Resonant Tunneling Diode: RTD) is used to send trusted integrated circuits to the present, and the following projects are carried out and the research on the system is carried out, and the expected goals are achieved. (1) Circuit element: RTD DC circuit Comparison of the construction of the デルと伝伝transmission line and the measurement results of the と伝伝transmission line of the RTD Comparison of することにより, DC バイアスに応じた, sending (transducer) and receiving (検出) The device) action is correct and the frequency characteristics of the wire feeding are correct and the description is successful. (2) The intensity adjustment (OOK) method uses the RTD to transmit and receive the circuit. The radiation characteristics of the transmitter are upward and the sensitivity of the receiver is upward). (3) Phase adjustment and multi-value adjustment methods use RTD to send and receive loops: RTD uses 2 elements, and uses RTD to send and receive circuits Vibrator, もうひとつをミキサ (アップ・ダウンコンバータ) としてaction させる solo accumulation circuit を开発した. (4) Opening of the sending and receiving system: speeding up (sending speed upwards), integration of the system Attention is paid to the installation circuit board (コネクタをincluding) and the RTD circuit board is equipped with the したモジュールを开発した.また、モジュールのlow コスト化のためにHDPE レンズを adopts した. (５) システムデモンストレーション: 2 sets of RTD transmitting and receiving モジュールを use いて, 6Gbit/s (エラーフリー), 10Gbit/s (FEC レート) communication speed has been achieved, and the record has been significantly updated.

项目成果

Packaging of THz Circuits using a HDPE Lens and an Impedance-Matched Carrier Substrate

使用 HDPE 透镜和阻抗匹配载体基板封装太赫兹电路

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Diebold;S. Nakai;K. Nishio;K. Tsuruda;T. Mukai;M. Fujita and T. Nagatsuma
• 通讯作者: M. Fujita and T. Nagatsuma

A Novel 1x4 Coupler for Compact and High-Gain Power Amplifier MMICs Around 250 GHz

适用于 250 GHz 左右紧凑型高增益功率放大器 MMIC 的新型 1x4 耦合器

• DOI: 10.1109/tmtt.2015.2396492
• 发表时间: 2015
• 期刊: IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques
• 影响因子: 4.3
• 作者: S. Diebold;S. Wagner;H. Massler;P. Pahl;A. Leuther;A. Tessmann;T. Zwick;and I. Kallfass
• 通讯作者: and I. Kallfass

Low Noise Amplifier MMICs for 325 GHz Radiometric Applications

适用于 325 GHz 辐射应用的低噪声放大器 MMIC

• 发表时间: 2014
• 作者: S. Diebold;J. Kuhn;A. Hulsmann;A. Leuther;K. Dahlberg;P. Jukkala;M. Kantanen;I. Kallfass;T. Zwick;and T. Narhi
• 通讯作者: and T. Narhi

共鳴トンネルダイオードを用いた300GHz発振器の高出力化設計

使用谐振隧道二极管的 300GHz 振荡器的高输出设计

• 发表时间: 2016
• 作者: 西尾恒亮;Sebastian Diebold;鶴田一魁;向井俊和;Jaeyoung Kim;冨士田誠之;永妻忠夫
• 通讯作者: 永妻忠夫

Recent Progress in Terahertz Integrated Circuit Technologies for Communications

通信用太赫兹集成电路技术的最新进展

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Diebold;K. Tsuruda;T. Mukai;M. Fujita;T. Nagatsuma
• 通讯作者: T. Nagatsuma