국립 연구 연구소 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [이시무라 카즈히코 (Ishimura Kazuhiko) 회장] (이하 "AIST"로 언급) ( "AIST"로 언급 됨) 물리학 측정 표준 연구 부서 [연구 부서 디렉터 시마다 요조 (Shimada Yozo Shimada Yozo Shimada Yozo)] Electromagnetic Research 연구원 Kato Yuto 및 Horibe Masahir의 수신을 사용하여 MASAHIRENCIN을 사용했습니다 평면 회로 등전도도최대 100GHz의 초대형 밴드를 통해
최근, 고속 대용량 무선 통신이 활성화되었습니다mmillimeter wave하전 된 전자기파 사용이 확장되고 있습니다 커뮤니케이션 인프라 (에볼루션 바카라)가 더욱 상업화되고 있지만 차세대 6 세대 모바일 커뮤니케이션 시스템 (6G, Post 에볼루션 바카라)도 관심을 끌고 있습니다 6G는 100GHz 이상의 주파수를 사용하여 에볼루션 바카라 이상의 고속, 대용량 통신을 달성 할 것으로 예상되지만, 주파수가 증가함에 따라 회로 전력 소비에 영향을 미치는 전송 손실이 일반적으로 증가하기 때문에 6G에서 전력 소비를 줄이기 위해 고급 재료의 개발에 대한 강한 수요가 있습니다
고주파 회로에서 전체 회로에볼루션 바카라송 손실은 유전체 기판의 유전체 손실 및 금속 라인에볼루션 바카라도도에 의해 결정됩니다 유전체 표면은 금속과 유전체 사이의 접착력을 유지하는 데 사용됩니다Roughening그러나 밀리미터 웨이브 밴드에서는 거친 상태로 인한 전도도 감소가 문제가되었습니다 그러나, 종래에볼루션 바카라도도 측정에는 매우 작은 유전체 열로 구성된 공진기가 필요하며, 측정은 유전체 컬럼의 크기에 의해 결정된 단일 주파수에서만 이루어질 수 있기 때문에 100GHz 이상의 주파수 대역에서 금속 전도도를 쉽게 측정하기위한 기술이 확립되지 않았다 이번에는 유전체 기판 사이에 금속 포일이 샌드위치 된 유전체 공진기에 다음을 사용했습니다고차 모드 여기의 공진 특성의 선명도로부터 전도도를 정확하게 결정할 수있는 전자기장 분석 알고리즘을 개발함으로써, 우리는 9207_9477 |의 공진 특성의 선명도를 정확하게 결정할 수 있습니다 이번에 개발 된 기술은 에볼루션 바카라 및 6G에서 전력 소비를 줄이기 위해 고급 재료의 개발을 가속화 할 것으로 예상됩니다 이 기술에 대한 자세한 내용은 2020 년 6 월 21 일 온라인 국제 회의 International Microwave Symposium (IMS) 2020 웹 사이트에서 발표 될 예정입니다
밀리미터 파도 전도도 측정을위한 공진기 개발
기존 전도도 측정 기술과 개발 된 기술의 비교
에볼루션 바카라는 최대 전송 속도가 10Gbps의 초고속 무선 통신을 가능하게 할 것입니다 대역폭을 확장하여 통신 속도를 높이고 용량을 늘리기 위해 더 높은 작동 주파수가 홍보되었으며 일본에서는 28GHz 대역과 다른 밴드가 이미 에볼루션 바카라의 주파수 대역으로 할당되었으며 최대 71GHz의 국제 협약에 도달했습니다 에볼루션 바카라는 상용화되고 있지만, 연구 개발은 6G에 대해 전 세계적으로 시작되었으며, 이는 2030 년경에 도입 될 것으로 예상됩니다 6G에서 100GHz 이상의 주파수가있는 밀리미터 파는 고속, 대량의 대용량 통신을 에볼루션 바카라 이상의 대량 통신을 달성하는 데 사용될 것으로 예상됩니다 그러나 밀리미터의 웨이브 밴드에서는 밀리미터의 전송 손실이 일반적으로 증가하여 주파수가 증가함에 따라 진행되는 재료가 증가합니다 6g 달성
고주파 회로에서, 유전체 기판의 유전체 손실의 총계, 금속 라인의 도체 손실 및 방사선 손실은 전체 회로에볼루션 바카라송 손실을 결정한다 도체 손실을 줄이기 위해서는 전도도의 개선이 필요하지만, 문제는 금속과 유전체 사이의 접착력을 유지하기 위해 유전체 표면의 거칠기로 인해 밀리미터 웨이브 밴드에볼루션 바카라도도의 효과적인 감소가 필요하다 (도 1) 전도도를 손상시키지 않고 유전체에 금속을 결합하기 위해, 유전체 표면 처리 기술이 연구되고 개발되었으며, 성능 개선을 검증하기 위해서는 최대 100GHz의 밀리미터 웨이브 밴드에서 금속 전도도의 매우 정확한 측정이 필요합니다 그러나, 종래에볼루션 바카라도도 측정은 크기가 주파수로 반비례하는 유전체 공진기를 필요로하며, 100GHz 이상의 주파수 대역에서 금속 전도도를 쉽게 측정하기위한 기술이 확립되지 않았다
그림 1 고주파 회로에서에볼루션 바카라송 손실
AIST는 전자 레인지에서 밀리미터 웨이브 밴드의 유전 상수를 측정하는 데있어 세계적 수준의 정확도를 달성했으며, 고급 회로에서 유전체 손실을 감소시키는 저소급 유전체 기판의 개발에 기여했습니다 유전체 상수 측정에서, 유전체 기판 사이에 샌드위치 된 금속 디스크가 장착 된 균형 디스크 공진기를 사용하여 측정 방법을 채택했으며 최대 170GHz (AIST : 고속 밀리미터 파 무선 통신의 확장을 주도하기위한) 이 기술은 균형화 된 디스크 공진기에서 구조의 대칭으로 인해 특정 전자기장 모드 만 선택적으로 여기된다는 것을 활용합니다 반면, 고주파 회로에볼루션 바카라력 소비를 줄이기 위해서는 유전력 손실과 함께 전도도 손실 감소가 필수적이며,이 목적에는 고정식 전도도 측정 기술이 필요합니다
종래에볼루션 바카라도도 측정에서, 저 손실 유전체 컬럼과 금속 플레이트로 구성된 유전체 공진기의 기본 모드 공명이 사용되지만 측정 주파수가 증가함에 따라 공진기의 필요한 크기가 감소하고 실질적인 전도도가 확립되지 않았다 이번에 우리는 균형 잡힌 디스크 공진기의 초 전역 모드 선택성에 초점을 맞추고 동일한 간격으로 생성 된 고차 모드의 공명을 사용하여 10GHz에서 100GHz까지의 금속 전도도를 쉽게 측정 할 수있는 기술을 개발하는 작업을 수행했습니다
균형 디스크 공진기는 두 유전체 기판 사이에 금속 디스크를 샌드위치함으로써 형성됩니다 동축 선을 통해 전력이 공진기의 중심에 공급 될 때, 특정 공진 모드 만 선택적으로 흥분됩니다 일반적으로, 공진기는 알려진 전도도 및 유전체 기판을 알려지지 않은 유전 상수와 결합하여 공진기를 구성하고 공명의 공명 주파수와 선명도를 나타냅니다Q value|를 측정하여 초대 대역에 비해 유전체 상수 측정을 달성했습니다
현재 전도성 측정은 그림 2와 같이 동일한 유전체 기판과 다른 유형의 금속을 결합하는 두 가지 유형의 균형 디스크 공진기를 사용하여 개발됩니다 최대 110GHz의 공진 파형이 그림에 표시됩니다 3은 알려진 전도도를 갖는 기준 구리 디스크 및 금속 디스크 (황동 및 스테인레스 스틸)로 구성된 공진기로 구성된 공진기의 경우 위의 3을 측정합니다 우리는 균형 된 디스크 공진기의 초반 밴드 모드 선택성의 결과로 모든 공진기에서 동일한 간격으로 나타나는 특정 공진 모드만이 관찰된다는 것을 보여 주었다 각 공명 주파수에서에볼루션 바카라도도는 대략 16GHz의 기본 모드 공명의 공명 특성과 대략 13GHz 간격으로 나타나는 더 높은 모드의 공명을 측정함으로써 결정될 수 있습니다 또한 공진기에볼루션 바카라원 공급 장치 메커니즘에 사용 된 동축 라인의 특성으로 인해 공진기에 입력 할 수있는 신호의 주파수는 110GHz로 제한되므로 이번에는 측정이 110GHz로 제한되었습니다 반면, 유전체 상수 측정에서 초 미세 동축 라인을 사용하여 최대 170GHz를 입력 할 수있는 공진기를 시연했으며 현재 전도도 측정의 추가 개선을 개발하고 있습니다
첫 번째, 네 번째 및 여덟 번째 모드에 대한 공진 파형의 확대 된보기는 그림 3의 하단에 표시됩니다 더 높은 전도도, 즉 구리, 황동 및 스테인레스 스틸의 순서대로 공명은 덜 날카 롭고 Q 값은 감소합니다 이 기사에서, 우리는 기준 구리 디스크로 구성된 공진기의 Q 값 분석에서 전도성을 엄격하게 결정할 수있는 전자기장 분석 알고리즘을 개발했습니다 이를 통해 10GHz에서 100GHz에서 초대형 대역에 대한 금속 전도도의 고정밀 측정이 가능합니다 (그림 4)
이번에 개발 된 기술은 100GHz 이상의 밀리미터 웨이브 밴드를 포함하여 초대형 대역에 비해 쉽고 정확한 전도도 측정을 허용합니다 이 측정 기술은 밀리미터 파 회로 보드의 전도도 손실을 줄이고 에볼루션 바카라 및 6G의 전력 소비를 줄이기 위해 고급 재료의 개발을 가속화 할 것으로 예상됩니다
그림 2 전도도 측정에 사용되는 균형화 된 디스크 공진기
그림 3 공명 파형의 측정 결과의 예
그림 4 금속 전도도 측정 결과의 예
우리는 이제 독립적 인 금속 디스크의 전도도 측정을 보여 주었지만, 개발 된 기술은 원칙적으로 구리 포일이 유전체 기판에 장착되는 구리로 덮인 기판의 전도도 측정에 적용될 수 있습니다 앞으로, 우리는 장착 보드로 사용되는 구리 입자 기판의 전도도 측정을 보여주고, 구리-입은 기판의 밀리미터 파 밴드의 손실을 줄이기위한 공정 기술의 개발에 기여할 것입니다 또한 다가오는 에볼루션 바카라/6G 시대를 주시하면서 최대 500GHz의 측정 기술을 계속 개발할 것입니다