Yamaguchi/Endo ITmag lab
Electromagnetic Theory Divistion
Dept. of EE/ECE, Tohoku University

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(工事中)
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電磁界シミュレータによる薄膜電磁ノイズ抑制





 
最近普及しつつある軽量,小型の多機能城壁端末用に、 アナログ高周波回路(Raio Fquency Integrated Circiut: RFIC)の高度集積化が進行している。  なかでも,高周波入力信号を処理するRFICチップ内では,アナログRF回路とデジタル回路が混載しており, デジタル回路から発生した電磁ノイズがアナログRF受信部に混入して受信度が低下する問題がある。


 
ICチップに対応電磁ノイズ抑制体として軟磁性薄膜を提案し,] ICチップの電流配線を模擬したCoplaner線路やMicrostrip線路に磁性薄膜を配置し, その電磁ノイズ抑制効果を検証してきた。

一例として,Microstrip線路にCo-Zr-Nb磁性薄膜を配置:


   
 
入力パワー:-5dBm,周波数範囲:10 MHz~10 GHz。

Microstrip line(MSL)の信号線中流れいる電流が磁界Hを発生し,薄膜はこの磁界を抑制できる。抑制効果は薄膜の上に配置した磁界強度を計測ためのプローブから評価する。


計測方法

 
(1)ネットワークアナライザによって,Sパラメータを測定し,MSLの伝導損失は:

Ploss / Pin = 1 - (|s21|^2 + |s11|^2)

から算出します。

(2)薄膜上に配置したプローブの出力を出します。

(3)実験と同じ条件で三次元電磁界解析を行います。

結果と考察 
 
上記の結果は図3に示しています。

 
実線は実験データ,破線は解析データ。上の4つのラインは薄膜上に配置した磁界強度を計測ためのプローブ出力です。薄膜あり(MSL//e.a)の場合は薄膜なし(Blank)の場合に比べれば,1GHzのところに16dBのディップが現れています。つまり,1GHzのとき,薄膜のシールド(磁界)抑制効果が最大16dBになることが分かりました。

MSLの伝導損失Ploss / Pinはしたの2つのラインに示し,周波数2GHzのときピークになって,伝導ノイズ抑制効果が最大になることが分かりました。

従って,Co-Zr-Nb磁性薄膜はシールド効果(空間電磁放射)および伝導ノイズ(In line noise)抑制効果両方も持っています。

以下は三次元電磁界解析に基づき,モデル(図1)横断面で信号周波数を依存する磁界分磁界分布です。


 
[1] S. Tanaka, NICHe seminar and IEEE EMC Society Sendai Chapter Colloquium, CEWS-1-5 (2011).








 

Last updated on November 22th, 2012.
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研究の概要磁性薄膜集積化電磁ノイズ抑制体の開発