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テラヘルツ通信を実現する300GHz帯CMOS送信機モジュール

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(1)

テラヘルツ通信を実現する

300 GHz

帯

CMOS

送信機モジュール

高野

恭弥

†a)

天川

修平

†

片山

光亮

†

原

紳介

††

吉田

毅

†

藤島

実

†

300 GHz CMOS Transmitter Module for Terahertz Communication

Kyoya TAKANO

†a)

, Shuhei AMAKAWA

†

, Kosuke KATAYAMA

†

, Shinsuke HARA

††

,

Takeshi YOSHIDA

†

, and Minoru FUJISHIMA

†

あらまし テラヘルツ帯は広い周波数帯域が確保できることから,高速無線への適用が期待されている.ディ ジタル回路との混載が可能なシリコンCMOS 集積回路を用いて送受信機を実現することができれば,テラヘル ツ無線通信の普及に貢献できると考えられる.本論文は,シリコンCMOS 集積回路技術を用いて著者らが実現 した300 GHz CMOS 送信機モジュールについて報告する.この CMOS 送信機と市販のブロックダウンコン バータを用いた無線通信実験では,通信速度が48 Gb/s に達することが示される. キーワード 送信機,無線通信,テラヘルツ,CMOS

1.

ま え が き

テラヘルツ帯の

190 GHz

から

320 GHz

には酸素

分子や水分子による吸収ピークがなく比較的大気中の

伝搬損失が小さいため,超広帯域を活用した高速無線

通信に適している

[1]

.

275 GHz

以上の周波数はこれ

までに割り当てが未定であり,

2019

年開催の

World

Radiocommunication Conference

で割り当てが議論

されることになっている.折しも,

2017

年には

252

∼

325 GHz

の約

70 GHz

の帯域を利用して

100 Gb/s

の無線通信を目指す規格

IEEE 802.15.3d

が定めら

れ

[2]

,テラヘルツ帯を利用した高速無線通信実現へ

の気運が高まっている.この

300 GHz

付近の帯域

(

300 GHz

帯)の送信機は化合物半導体

[3]

∼

[16]

や光

デバイス

[17], [18]

を用いて実現されてきた.それは,

これらの技術では

300 GHz

の信号を直接発生させる

ことができるからである.一方,

CMOS

プロセスで

は,先端プロセスでもトランジスタの最大発振周波数

†広島大学先端物質科学研究科,東広島市

Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University, 1–3–1 Kagamiyama, Higashihiroshima-shi, 739– 8530 Japan

††情報通信研究機構未来ICT研究所,小金井市

Advanced ICT Device Lab, National Institute of Information and Communications Technology, 4–2–1 Nukui-Kitamachi, Koganei-shi, 184–8795 Japan a) E-mail: [email protected]

(

f

max

)が

300 GHz

に満たないか,

300 GHz

をわず

かに上回る程度であるため,

300 GHz

の信号を直接発

生させることができない.しかしながら,

CMOS

プ

ロセスはアナログ回路とディジタル回路との混載が可

能であり,また,量産に適しているといった利点があ

るため,

300 GHz

帯通信の実用化のためには

CMOS

プロセスを用いて

300 GHz

帯送信機を実現すること

が望ましい.そこで我々は,

2016

年に電力増幅器を

用いることなく高い出力電力を有し,これまで困難で

あった高度な変調方式が利用可能な送信機を実現し,

40 nm CMOS

プロセスを用いて

32 QAM

(直角位相

振幅変調)の変調方式で

30 Gb/s

の通信速度をもつ

300 GHz CMOS

送信機を達成した

[19]

∼

[22]

.更に

2017

年には,新たな構成の

300 GHz CMOS

送信機

を用い,単一チャネルで

32 QAM

,

105 Gb/s

の通信

速度を達成した

[23]

.また,

CMOS

送信機をモジュー

ル化し,受信機にブロックダウンコンバータを用いる

ことにより,

5 cm

の距離で

16 QAM

,

48 Gb/s

の通

信速度を達成した

[24]

.更に,無線通信性能を比較評

価するための評価指標を提案した

[20], [25], [26]

.本論

文では

300 GHz CMOS

送信機モジュールに用いら

れている技術やその性能について報告する.次章で

300 GHz CMOS

送信機の構成について説明し,

3.

で

モジュール化に必要な導波管変換器について説明する.

また,

4.

では無線送受信機の性能指標について説明す

(2)

る.

5.

では

300 GHz CMOS

送信機モジュールの測

定結果について述べ,これまでに報告されているテラ

ヘルツ無線送受信機と性能比較を行う.最後に

6.

で

結論とする.

2. 300 GHz CMOS

送信機

図

1

に

300 GHz CMOS

送信機の回路構成を示す.

送信機は,イメージ抑圧用のフィルタ付きアップコン

バージョンミキサと,不要波を打ち消し,出力電力を

増加させるダブルバランスドスクエアミキサによって

構成される

[23]

.

2. 1

アップコンバージョンミキサ

送信機の初段にあるアップコンバージョンミキサは,

出力中間周波数信号(

IF

)側の整合回路に帯域通過

特性をもたせることにより,イメージ抑圧を実現して

いる

[23]

.図

2

にアップコンバージョンミキサの構成

と回路図を示す.アップコンバージョンミキサのコア

部分は

nMOSFET

によって構成され,入力

IF

信号

(

v

IF1

)はソースから,

LO

信号(

v

LO

)はゲートから

入力され,ドレインから出力

IF

信号(

v

IF2

)が出力さ

れる.整合回路はショートスタブとキャパシタによっ

て構成され,帯域通過特性をもつ.図

3

にアップコン

バージョンミキサの出力信号スペクトルと,出力

IF

側

図 1 300 GHz CMOS送信機の回路構成 図 2 アップコンバージョンミキサの (a) 構成と (b) 回 路図

整合回路の帯域通過特性の関係を示す.イメージが帯

域通過フィルタの帯域外になるように入力

IF

周波数

(

f

IF1

)を設定することにより,イメージ信号を抑圧す

ることができる.図

4

に,アップコンバージョンミキ

サの入力

IF

信号周波数と,出力信号の上側波帯と下

側波帯電力の関係のシミュレーション結果を示す.

LO

信号の周波数は

135 GHz

,電力は

5 dBm

,入力

IF

信

号電力は

0 dBm

である.入力

IF

周波数が

15 GHz

の

ときのイメージ抑圧比はおよそ

8 dB

であった.

2. 2

スクエアミキサ

スクエアミキサは

2

次の非線形性を利用した高調波

ミキサである

[23], [25]

.図

5

にスクエアミキサの回路

図を示す.入力信号は

v

LO

+ v

IF2

であり,出力信号は

nMOSFET

によって

2

乗されるため,

(v

LO

+ v

IF2

)

2

となる.展開すると

v

LO2

,

v

IF22

,

2v

LO

· v

IF2

の三つ

の信号成分が得られ,

v

LO2

と

v

IF22

が不要波であり,

図 3 アップコンバージョンミキサの出力信号スペクトル と,IF 信号出力側整合回路の帯域通過特性の関係 図 4 アップコンバージョンミキサの入力 IF 信号周波数 と,出力信号の上側波帯と下側波帯電力の関係のシ ミュレーション結果 図 5 スクエアミキサの回路図

(3)

2v

LO

· v

IF2

のみを取り出すことによって線形な特性

をもつ周波数変換が可能となる.図

6

にスクエアミキ

サと

3

次の非線形性を用いたキュービックミキサ

[21]

の出力電力のシミュレーションによる比較を示す.ス

クエアミキサの入力

IF

信号周波数(

f

IF2

)と

LO

信

号周波数(

f

LO

)はそれぞれ

151 GHz

と

150 GHz

で

あり,キュービックミキサの

f

IF2

と

f

LO

はそれぞ

れ

101 GHz

と

100 GHz

であり,出力信号の上側波

帯(

RF

)の周波数は両者とも

301 GHz

である.また,

LO

信号の入力電力は両者とも

0 dBm

である.図

6

から,入力

IF

電力が

0 dBm

のとき,スクエアミキサ

の出力

RF

電力は

−5.5 dBm

であり,キュービックミ

キサの出力

RF

電力は

−15.7 dBm

であった.つまり,

このときスクエアミキサの方がキュービックミキサよ

りも

10 dB

ほど高い出力電力を得ることができる.

2. 3

ダブルバランスドスクエアミキサ

上述したように,スクエアミキサは

v

LO2

と

v

IF22

の二つの不要波を生じる.この問題を解決するため

に,ダブルバランスドミキサの構成をスクエアミキ

サに適用したダブルバランスドスクエアミキサを用

いる.図

7

にダブルバランスドスクエアミキサの構

成を示す.図

7

下側の四つの

nMOSFET

は

2. 1

の

図 6 スクエアミキサとキュービックミキサの出力電力の シミュレーションによる比較 図 7 ダブルバランスドスクエアミキサの構成

アップコンバージョンミキサを二つ並べた構成を成し

ており,図

7

の

1

番左側の

nMOSFET

では

LO

信号

(

v

LO

)が

IF1

信号(

v

IF1

)によって変調されて

IF2

信

号(

v

IF2

= v

LO

· v

IF1

)が出力されるとともに,

IF1

信号入力側に存在する

DC

オフセットによって

LO

信

号も出力される(

v

LO

+ v

IF2

)

.同様にして得られた四

つの信号,

v

LO

+ v

IF2

,

−v

LO

− v

IF2

,

−v

LO

+ v

IF2

,

v

LO

− v

IF2

は,それぞれスクエアミキサに入力され,

v

LO2

+v

IF22

+2v

LO

·v

IF2

と

v

LO2

+v

IF22

−2v

LO

·v

IF2

の信号が得られる.ここで,

v

LO2

と

v

IF22

が不要波で

あり,

v

LO

·v

IF2

が所望波である.四つのスクエアミキサ

から出力される所望波は位相が正相と逆相の

2

種類存在

するのに対し,不要波はスクエアミキサの

2

乗特性によ

り正相のみである.そのため,

v

LO2

+v

IF22

+2v

LO

·v

IF2

と

v

LO2

+ v

IF22

− 2v

LO

· v

IF2

を減算器で引き算する

ことにより不要波のみを打ち消し,所望波のみを得る

ことができる.

3.

モジュール化

300 GHz

帯ではオンチップアンテナの損失が大き

いため,外付けアンテナの利用が望ましい.本研究で

は損失が小さく,アンテナ利得の大きなホーンアンテ

ナを使用する.

CMOS

チップとホーンアンテナを接

続するためには,

CMOS

チップ上のアルミパッドか

ら出力される

300 GHz RF

信号をホーンアンテナの

導波管に入力する必要がある.そのためには,

RF

信

号のモードを疑似

TEM

モードから

TE

10

モードに変

換する導波管変換器が必要となる.本研究では,安価

図 8 (a)送信機モジュール用基板の構造と (b) 導波管変 換器構造の拡大図,(c) CMOS チップとの接続部の 上面図

(4)

な多層ガラスエポキシプリント基板(

PCB

)を用い

た導波管変換器を実現する

[24]

.図

8 (a)

に送信機モ

ジュール用基板の構造を示す.

PCB

上に

CMOS

チッ

プをフリップチップボンディング技術を用いて接続し,

更にその上から導波管フランジを被せることによって

ホーンアンテナと接続する.差動

IF

と

LO

は

PCB

に接続した同軸コネクタから入力し,

PCB

上に構成

したグランデッドコプレーナ線路(

GCPW

)を介し

て

CMOS

チップに入力する.図

8 (b)

に導波管変換

器構造の拡大図を,図

8 (c)

に

CMOS

チップとの接

続部の上面図を示す.

CMOS

チップから出力された

RF

信号は金バンプを介して

PCB

上の

GCPW

に入

力され,

PCB

の金属層

4

層を用いて形成された矩形

プローブとバックショート構造によって,

PCB

上部

に設置された導波管に出力される.電磁界シミュレー

タによって得られた導波管変換器の挿入損失はおよそ

0.2 dB

であり,実測によって得られた伝送損失はおよ

そ

8 dB

である

[24]

.そのため,伝送損失のほとんど

がミスマッチによる損失であると考えられる.

4.

無線通信機の性能指標

無線送受信機の性能を他の無線送受信機のものと比

較する場合,伝送速度や変調方式,アンテナ利得,許

容ビットエラーレート,伝送距離等の伝送条件が異な

り,単純に比較することができない.そこで,伝送条

件によらず無線送受信機の性能を評価できる性能評価

図 9 無線送受信機のレベルダイヤグラムと記号の定義

指標(

FoM

)を提案する

[20], [25], [26]

.図

9

に無線送

受信機のレベルダイヤグラムと,

FoM

導出に用いる

記号の定義を示す.

受信機出力に必要な信号対雑音比(

SNR

OUT

)は次

のように書ける.

SNR

OUT

=

P

r

BW

· N

p

· NF

(1)

式

(1)

とフリスの伝達公式から,

P

t

=

P

r

T

r

=



4πd

λ



2

BW

· SNR

OUT

· N

p

· NF

G

t

G

r

(2)

の関係が得られる.信号帯域

BW

がシンボルレート

r

s

に等しいと仮定し,

FoM

を以下の式で定義する.

FoM





4πd

eff

λ



2

N

p

· r

s

=

P

t

NF

[W]

(3)

ここで,

d

eff

を実効距離とし,

d

eff

 d



SNR

OUT

G

t

G

r

(4)

と定義する.式

(3)

は電力の次元をもち,受信機の雑

音指数が

1

のときに所望の通信速度を実現するのに必

要な送信電力に等しく,

FoM

が大きいほど無線通信機

の性能が優れていることを示す.これにより,伝送条

件によらずに無線通信機の性能比較が可能となる.

5.

性 能 評 価

まず初めにモジュール化する前の

300 GHz CMOS

送信機の性能を示す.送信機チップは

40 nm CMOS

プロセスを用いて試作された.チップ写真を図

10

に

示す.チップサイズは

1880 μm × 2760 μm

である.

図

11

に測定系のブロック図と写真を示す.測定には

図 10 送信機のチップ写真

(5)

RF

プローブを用い,受信機として用いたブロックダ

ウンコンバータ(

Virginia Diodes, Inc VDI-WR3.4

MIXAMC

)の入力に

RF

プローブの出力を直結する

図 11 送信機チップの測定系の (a) ブロック図と (b) 写真 図 12 入力 IF 信号として (a) 32 QAM,105 Gb/s の変 調信号と,(b) 128 QAM,24.64 Gb/s の変調信 号を 6 チャネルに分けて入力したときの出力 RF スペクトル 表 1 テラヘルツ無線通信機の性能比較

ことにより性能評価を行った.図

12

,図

13

に,入

力

IF

信号として

32 QAM

,

105 Gb/s

の変調信号と,

128 QAM

,

24.64Gb/s

の変調信号を

6

チャネルに分

けて入力したときの,出力

RF

スペクトルとコンス

タレーションの測定結果をそれぞれ示す.図

12

から,

LO

リークがノイズフロア以下に抑えられており,イ

メージも

RF

に比べて抑圧されていることが分かる.

また図

13

により,単一チャネルで

105 Gb/s

,

6

チャネ

ルに分けた場合に

1

チャネル当たり

24.64 Gb/s

の通

信速度が達成できていることが分かる.表

1

に,本研

究の送信機と,近年報告された化合物半導体とシリコ

ン半導体を用いたテラヘルツ送信機の性能比較を示す.

次に,

300 GHz CMOS

送信機モジュールを送信機

に,ブロックダウンコンバータ(

Virginia Diodes, Inc

VDI-WR3.4 MIXAMC

)を受信機に用いた無線送受

信機の性能を示す.図

14

に試作した送信機モジュール

の写真を示す.まず,アンテナを取り外し,送信機モ

ジュールと受信機を直結して送信機モジュールの特性

を評価した.図

15 (a)

に入力

IF

電力を変化させたと

きの出力電力の変化を,図

15 (b)

に

RF

周波数を変化

させたときの出力

RF

電力の変化を示す.

LO

電力は

6 dBm

,

IF

周波数は

1 GHz

であり,図

15 (a)

の

LO

図 13 送信機チップの通信性能

(6)

図 14 300 GHz CMOS送信機モジュールの写真 図 15 送信機モジュールの特性.(a) 入出力特性,(b) 周 波数特性 図 16 送信機モジュールとブロックダウンコンバータを 用いた無線通信機の測定系写真

周波数は

48.5 GHz

,図

14 (b)

の入力

IF

電力

4 dBm

である.所望波の最大出力電力は

−13.5 dBm

であっ

た.送信機チップの最大出力電力が

−5.5 dBm

である

ため,モジュール化による損失は

8 dB

である.次に,

無線通信性能を評価した.図

16

に測定系の写真を示

す.受信機には上述のブロックダウンコンバータを用

い,送受信機のアンテナにはアンテナ利得が

24 dBi

のホーンアンテナをそれぞれ用いた.図

17

に通信距

離を変えたときの

EVM

の変化を変調方式や,シンボ

ルレートを変えて測定した結果を示す.

16 QAM

の変

調方式を用いたときに,

5 cm

の距離で

48 Gb/s

の通

信速度を達成し,そのときのビット誤り率(

BER

)は

図 17 送信機モジュールとブロックダウンコンバータを用 いた無線通信機の通信距離を変えたときの EVM の変化 図 18 テラヘルツ無線通信機の性能比較.横軸(実効距 離)は式 (4) を波長λ で規格化した値

およそ

10

−4

であった.表

1

と図

18

に本研究の送信機

モジュールとブロックダウンコンバータを用いた無線

通信機と,近年報告された

CMOS

,化合物半導体や光

デバイスで構成されたテラヘルツ無線通信機との性能

比較を示す.図

18

の斜めの点線は等

FoM

線である.

本研究の送信機モジュールとブロックダウンコンバー

タを用いた無線通信機は,近年報告された化合物半導

体や光デバイスだけで構成されたテラヘルツ無線通信

機と比較しても遜色のない性能をもつことが分かる.

6.

む す び

本論文では,

300 GHz CMOS

送信機モジュールに

用いられている技術やその性能について報告した.送

信機チップでは,イメージ抑圧用のフィルタ付きアッ

プコンバージョンミキサや,不要波を除去して出力電

(7)

力を増加させるダブルバランスドスクエアミキサを実

現した.モジュール化では,多層

PCB

上に構成する

導波管変換器を実現した.本研究の

CMOS

送信機と

ブロックダウンコンバータを用いた受信機による無線

通信実験では,

5 cm

の距離,

16 QAM

の変調方式で,

48 Gb/s

の通信速度を達成した.本研究の無線通信機

の性能と近年報告されたテラヘルツ無線通信機の性能

を,提案した

FoM

を用いて比較した結果,化合物半

導体や光デバイスだけで構成されたテラヘルツ無線通

信機と遜色のない性能を有していることが示された.

CMOS

プロセスを用いてテラヘルツ送信機が実現で

きることが示されたことにより,テラヘルツ通信の実

用化が促進されるものと期待される.

謝辞 本研究は,総務省電波利用料制度,電波資源

拡大のための研究開発「テラヘルツ波デバイス基盤

技術の研究開発

—300 GHz

帯シリコン半導体

CMOS

トランシーバー技術

—

」の一環として行われたもので

ある.

文

献

[1] P. Baron, J. Mendrok, Y. Kasai, S. Ochiai, T. Seta, K. Sagi, K. Suzuki, H. Sagawa, and J. Urban, “AMATERASU: Model for atmospheric terahertz ra-diation analysis and simulation,” J. National Insti-tute of Information and Communications Technology, vol.55, no.1, pp.109–121, 2018.

[2] “IEEE Standard for High Data Rate Wireless Multi-Media Networks Amendment 2: 100 Gb/s Wireless Switched Point-to-Point Physical Layer,” IEEE Std 802.15.3d-2017 (Amendment to IEEE Std 802.15.3-2016 as amended by IEEE Std 802.15.3e-2017), pp.1– 55, Oct. 2017.

[3] H.-J. Song, J.-Y. Kim, K. Ajito, N. Kukutsu, and M. Yaita, “50-Gb/s direct conversion QPSK modu-lator and demodumodu-lator MMICs for terahertz commu-nications at 300 GHz,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol.62, no.3, pp.600–609, March 2014. [4] C. Jastrow, S. Priebe, B. Spitschan, J. Hartmann,

M. Jacob, T. K¨urner, T. Schrader, and T. Kleine-Ostmann, “Wireless digital data transmission at 300 GHz,” Electron. Lett., vol.46, no.9, pp.661–663, April 2010.

[5] H. Hamada, T. Fujimura, I. Abdo, K. Okada, H.-J. Song, H. Sugiyama, H. Matsuzaki, and H. Nosaka, “300-GHz, 100-Gb/s InP-HEMT wireless transceiver using a 300-GHz fundamental mixer,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium, pp.1480–1483, Aug. 2018.

[6] F. Boes, T. Messinger, J. Antes, D. Meier, A. Tessmann, A. Inam, and I. Kallfass, “Ultra-broadband MMIC-based wireless link at 240 GHz

enabled by 64 GS/s DAC,” Proc. 9th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, pp.1–2, Sept. 2014.

[7] I. Kallfass, F. Boes, T. Messinger, J. Antes, A. Inam, U. Lewark, A. Tessmann, and R. Henneberger, “64 Gbit/s transmission over 850 m fixed wireless link at 240 GHz carrier frequency,” J. Infrared, Millime-ter, and Terahertz Waves, vol.36, no.2, pp.221–233, Feb. 2015.

[8] P. Rodriguez-Vazquez, J. Grzyb, B. Heinemann, and U.R. Pfeiffer, “Performance evaluation of a 32-QAM 1-meter wireless link operating at 220–260 GHz with a data-rate of 90 Gbps,” Proc. 48th European Mi-crowave Conference, pp.1389–1392, Sept. 2018. [9] P. Rodriguez-Vazquez, J. Grzyb, N. Sarmah, B.

Heinemann, and U.R. Pfeiffer, “A 65 Gbps QPSK one meter wireless link operating at a 225-255 GHz tunable carrier in a SiGe HBT technology,” Proc. Ra-dio and Wireless Week Conference, pp.146–356, Jan. 2018.

[10] N. Sarmah, J. Grzyb, K. Statnikov, S. Malz, P.R. Vazquez, W. F¨oerster, B. Heinemann, and U.R. Pfeiffer, “A fully integrated 240-GHz direct-conversion quadrature transmitter and receiver chipset in SiGe technology,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol.64, no.2, pp.562–574, Feb. 2016. [11] M.H. Eissa, A. Malignaggi, R. Wang, M. Elkhouly,

K. Schmalz, A.C. Ulusoy, and D. Kissinger, “Wide-band 240-GHz transmitter and receiver in BiCMOS technology with 25-Gbit/s data rate,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol.53, no.9, pp.2532–2542, June 2018. [12] S. Hu, Y.-Z. Xiong, B. Zhang, L. Wang, T.-G. Lim, M. Je, and M. Madihian, “A SiGe BiCMOS trans-mitter/receiver chipset with on-chip SIW antennas for terahertz applications,” IEEE J. Solid-State Cir-cuits, vol.47, no.11, pp.2654–2664, Nov. 2012. [13] Z. Wang, P.-Y. Chiang, P. Nazari, C.-C. Wang, Z.

Chen, and P. Heydari, “A CMOS 210-GHz funda-mental transceiver with OOK modulation,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol.49, no.3, pp.564–580, March 2014.

[14] S. Kang, S.V. Thyagarajan, and A.M. Niknejad, “A 240GHz wideband QPSK transmitter in 65nm CMOS,” Proc. IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, pp.353–356, June 2014. [15] I. Kallfass, I. Dan, S. Rey, P. Harati, J. Antes,

A. Tessmann, S. Wagner, M. Kuri, R. Weber, H. Massler, A. Leuther, T. Merkle, and T. T¨urner, “To-wards MMIC-based 300 GHz indoor wireless commu-nication systems,” IEICE Trans. Electron., vol.E98-C, no.12, pp.1081–1090, Dec. 2015.

[16] C. Wang, B. Lu, C. Lin, Q. Chen, L. Miao, X. Deng, and J. Zhang, “0.34-THz wireless link based on high-order modulation for future wireless local area net-work applications,” IEEE Trans. Terahertz Science

(8)

and Technology, vol.4, no.1, pp.75–85, Jan. 2014. [17] T. Nagatsuma, Y. Fujita, Y. Yasuda, Y. Kanai, S.

Hisatake, M. Fujiwara, and J. Kani, “Real-time 100-Gbit/s QPSK transmission using photonics-based 300-GHz-band wireless link,” IEEE Microw. Photon-ics, pp.27–30, Oct. 2016.

[18] T. Nagatsuma, K. Oogimoto, Y. Yasuda, Y. Fujita, Y. Inubushi, S. Hisatake, A.M. Agoues, and G.C. Lopez, “300-GHz-band wireless transmission at 50 Gbit/s over 100 meters,” 41st Infrared, Millimeter, Terahertz Waves, Sept. 2016.

[19] K. Katayama, K. Takano, S. Amakawa, S. Hara, A. Kasamatsu, K. Mizuno, K. Takahashi, T. Yoshida, and M. Fujishima, “A 300GHz 40nm CMOS trans-mitter with 32-QAM 17.5Gb/s/ch capability over 6 channels,” Proc. IEEE International Solid-State Cir-cuits Conference, pp.342–343, Feb. 2016.

[20] K. Takano, K. Katayama, S. Amakawa, T. Yoshida, and M. Fujishima, “Wireless digital data transmis-sion from a 300 GHz CMOS transmitter,” Electron. Lett., vol.52, no.15, pp.1353–1355, July 2016. [21] K. Katayama, K. Takano, S. Amakawa, S. Hara, A.

Kasamatsu, K. Mizuno, K. Takahashi, T. Yoshida, and M. Fujishima, “A 300 GHz CMOS transmitter with 32-QAM 17.5 Gb/s/ch capability over six chan-nels,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol.51, no.12, pp.3037–3048, Dec. 2016.

[22] M. Fujishima, “(Invited) 300GHz CMOS wire-less communication with 32 quadrature-amplitude-modulation capability,” ECS Trans., vol.72, no.3, pp.105–111, April 2016.

[23] K. Takano, S. Amakawa, K. Katayama, S. Hara, R. Dong, A. Kasamatsu, I. Hosako, K. Mizuno, K. Takahashi, T. Yoshida, and M. Fujishima, “A 105Gb/s 300GHz CMOS transmitter,” Digest of Technical Papers IEEE International Solid-State Cir-cuits Conference, pp.308–309, Feb. 2017.

[24] K. Takano, K. Katayama, S. Hara, R. Dong, K. Mizuno, K. Takahashi, A. Kasamatsu, T. Yoshida, S. Amakawa, and M. Fujishima, “300-GHz CMOS transmitter module with built-in waveguide transi-tion on a multilayered glass epoxy PCB,” IEEE Ra-dio and Wireless Symposium, pp.154–156, Jan. 2018. [25] K. Takano, K. Katayama, S. Amakawa, T. Yoshida, and M. Fujishima, “56-Gbit/s 16-QAM wire-less link with 300-GHz-band CMOS transmitter,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium, pp.793–796, June 2017.

[26] K. Takano, S. Amakawa, T. Yoshida, and M. Fujishima, “A figure of merit for terahertz transceiver modules,” Vietnam Japan Microwave 2017 Confer-ence, June 2017. (2019 年 2 月 13 日受付,6 月 23 日再受付, 11月 13 日公開)

高野 恭弥 (正員)

2006東京大学・工卒.2012 同大大学院 博士課程了.同年広島大・先端・特任助教. 2018東京理科大学・理工・助教.現在,ミ リ波・テラヘルツ回路の研究に従事.博士 (工学).

天川 修平 (正員)

1995東京大学・工卒.2001 同大大学院 博士課程了.2010 広島大学・先端・准教 授.現在,高周波回路の研究に従事.博士 (工学).

片山 光亮 (正員)

1997法政大学・工卒.1999 広島大大学 院博士課程了.2017 早稲田大学・理工・講 師.現在,高周波回路の研究に従事.博士 (工学).

原

紳介 (正員)

2000東京理科大学・理卒.2005 同大大 学院博士課程了.2013 情報通信研究機構・ 主任研究員.現在,ミリ波・テラヘルツ回 路の研究に従事.博士(理学).

吉田

毅 (正員)

1994広島大学・工卒.2004 同大大学院 博士課程了.2011 広島大学・先端・准教 授.現在,アナログ回路の研究に従事.博 士(工学).

藤島

実 (正員:フェロー)

1988東京大学・工卒.1993 同大大学院 博士課程了.2009 広島大学・先端・教授. 現在,ミリ波,テラヘルツ領域の超高周波 集積回路の研究に従事.博士(工学).

図

図 14 300 GHz CMOS 送信機モジュールの写真 図 15 送信機モジュールの特性.(a) 入出力特性,(b) 周 波数特性 図 16 送信機モジュールとブロックダウンコンバータを 用いた無線通信機の測定系写真 周波数は 48.5 GHz ,図 14 (b) の入力 IF 電力 4 dBm である.所望波の最大出力電力は − 13

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