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[C-2B-21]Design and Characterization of Cryogenic Microwave Thin-Film Attenuators
◎Tomoki Abe1, Sho Masui2, Miwako Yamamiya2, Kazumasa Makise2, Keiko Kaneko2, Shun Ishii2, Masanori Takeda1 (1. Shizuoka Univ., 2. NAOJ)
Keywords:
Microwave Attenuators,S-parameters
電波天文学では，宇宙から到来する微弱な電波信号を高感度に観測するため，超伝導SISミキサや極低温低雑音増幅器から構成されるヘテロダイン受信機が用いられている。しかし，各素子間のインピーダンス不整合によって多重反射が生じ，利得特性や位相特性の劣化を引き起こすことが課題となっている。また，近年は観測効率向上を目的とした受信機の多チャンネル化が進められており，集積化可能かつ極低温で動作するマイクロ波減衰器の実現が求められている。本研究では，極低温環境下で動作する集積型マイクロ波薄膜減衰器を設計・作製し，4 Kにおいて高周波特性を評価した。コプレーナ線路構造を用いたT型減衰器を設計し，3～15 dBの5種類を作製した。作製した減衰器について10 MHz～60 GHzの周波数帯域でSパラメータ測定を行った結果，S21はシミュレーション結果と概ね一致し，設計どおりの減衰量が得られた。一方，S11はシミュレーション結果より高い値を示し，反射特性の劣化が確認された。さらに，4 Kにおいて直列抵抗および並列抵抗の抵抗値を測定した結果，いずれも設計値を上回っており，これに起因するインピーダンス不整合がS11劣化の主な要因であることが示唆された。今後は，Mo薄膜のシート抵抗制御および設計の最適化により，インピーダンス整合性の改善を図る。