RF、ミリ波、THz
極低温LNAを得意とするCosmic Microwave Technologyの取り扱いを開始致しました。
【Cosmic Microwave Technology】
データシート
低ロスアイソレータ・サーキュレータのMicro Harmonicsの取り扱いを開始致しました。
Marki Microwaveよりミキサの新着情報が入りました。
シリーズ：マイクロ波回路設計開発の軌跡 ～その14. 半導体デバイスと真空管デバイスの実用化はどちらが早かったか
デバイスの定義で答えが異なる。電磁波用デバイス機能の内、重要な増幅作用のデバイスでは真空管デバイスが先である。真空管は熱電子を扱うためヒーター電源が必要なこと、他に高電圧の複数電源が必要で電源回路がネックとなり、短寿命、大型、高コストで半導体デバイスの実用化が求められていた。
筆者が企業に入社（1962年）して開発に携わったマイクロ波無線回路は、ちょうど真空管デバイスから全固体(半導体デバイス)化への転換期で、真空管をシリコントランジスターとダイオードに置き換えるものであった。
真空管とトランジスターは情報通信文明における歴史的デバイスである。真空管とトランジスターの最大の違いは、真空管は真空中の電子流の制御。トランジスターは、固体中の電子流、正孔流の制御であろう。真空管は、金属を熱すると金属から電子が飛び出すエジソン効果の発見から始まった。エジソンは電球の研究中に、フィラメントと金属板の電極をガラス管内に封入し、金属板を正極にしたときのみ真空中でも電流が流れ、フィラメントから電子が放出していることを発見した。これをダイオードと呼んだ。これをさらに応用することをしなかったのは惜しいことだ。これは、交流波を整流、検波できる2極管そのものです。電球の研究から偶然発見したことが飛躍的な無線通信の実用化となった。学生時代真空管ラジオを自作し、壊した真空管の構造が教科書の図の通りでであったことを記憶している。ヒーター、カソード、グリッド、プレートが目に見えるのが興味深かかった。一方、トランジスターは小さなケースに数ミリ角の半導体チップがあり、肉眼では分からなかった。真空管の電極間隔が肉眼で見えることは、電子の走行時間が長いことであり、高い周波数では入出力の応答遅延があることです。そこで、より微細構造で高周波を目指した電子管が板極管である。1GHz程度まで使用できる。そこで、科学者は電子走行時間の遅延を工夫し、より高周波で大出力を可能にした真空管を開発した。真空管は高電圧、大電流に耐える特徴がある。何せプレート金属が赤くなるほどでも壊れません。そこで科学者は、電子流と共振器の結合や電子流と磁気の作用を利用し、ミリ波領域まで大出力、発振、増幅できる特殊電子管を次々と発明、実用化した。クライストロン、マグネトロン、進行波管などで、現在でもマイクロ波大出力装置には電子管の独壇場である。しかし、短寿命が最大の欠点である。連続通電の無線通信には寿命が短い電子管（一般的には5000時間前後）は、高い維持費で衰退した。初期の無線局舎は技術者、保守員が常駐していた。電子管の定期交換、調整が必須だった。真空管は、真空度を維持するため、内部にゲッター（バリューム等）を蒸着させ、残留ガス分子を吸着させる。ガスの吸着能力が真空管の寿命を決定づける。真空管ガラスの内面に蒸着している銀色の膜がゲッターだ。
1947年に半導体のトランジスターが発明され、電子移動度が固体のため遅いが移動距離が極めて短くできるため高周波に向いている。固体中の電子（正孔）の制御であるため、真空管にない小型、軽量、長寿命、低電圧動作の特徴があり電子回路の主役になった。ただ、分子、原子、量子レベルの半導体物理解析、半導体結晶の高純度、不純物注入、超微細加工、金属膜蒸着、酸化膜加工など多種多様な高精度設計技術、微細製造技術、高精度測定技術が不可欠であり、課題山積で真空管に比べ発展が遅れた。また、半導体デバイスは、不純物の異なる半導体同士、半導体と金属が接触する一体化の産物なので真空管に比べ多岐にわたる課題があり、それを克服し実用化された。ネットには半導体物理分野の課題としてショットキ―障壁（金属と半導体界面の電子エネルギ―の崖）問題があり、半世紀にわたる研究が続けられていると報じられている。
SAGE Millimeterより増幅器などの新着情報が入りました。
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【増幅器】
E-Band, パワーアンプ, 55 - 90 GHz
E-Band, パワーアンプ, 78 - 87 GHz
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【アンテナ】
WR-12, スカラーフィードホーンアンテナ
SAF-6039031340-141-S1-122-DP.pdf
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【導波管】
E-Band, ロータリージョイント導波管
シリーズ：マイクロ波回路設計開発の軌跡 ～その13. マイクロ波、ミリ波帯二端子半導体素子
筆者が長年（1962～1985年）マイクロ波、ミリ波回路の開発に多く用いた半導体デバイスは、可変容量ダイオード（バラクタダイオード）、ガンダイオード、ショトキーダイオードである。
バラクタダイオード：端子間電圧でPN接合容量が非線形に変化する。FM変調、逓倍、低雑音増幅（パラメトリックアンプ）に用いられるが、筆者は、大出力逓倍器、ＦＭ変調器に使用した。
ガンダイオード：1963年にガン氏によるガン効果の発見で実用的発振出力が得られるようになった。ガンダイードはN型GaAsやInPのバルクに電極を付ける比較的簡単な構成で製造容易な特徴がある。直流の印可電圧を上げていくとある電圧から電流が電圧に比例しない負性特性領域が生じ、マイクロ波の発振、増幅が可能になる。筆者は、50ＧＨｚ帯発振器に使用した。
エサキダイオード：初めてマイクロ波の増幅、発振が可能な能動半導体ダイオードは、1957年に発明された江崎ダイオードである。低雑音受信増幅器用に実用化されたが、発振器の電力は小さく実用的でなかった。
インパットダイオード：1958年にリード氏による原理提案があり、1965年に動作確認された。ガンダイオードと異なり、PN構造を有する。ミリ波帯で１Ｗ以上の高出力の得られる発振、増幅用ダイオードである。なだれ電流を利用するため、雑音が大きく、負性抵抗周波数範囲が比較的狭い。W-40G方式の送信回路に多用された。
Pico Technologyよりリアルタイム・サンプリング・オシロスコープの新着情報が入りました。
Marki Microwaveより逓倍器の新着情報が入りました。
シリーズ：マイクロ波回路設計開発の軌跡 ～その12. 我が国のマイクロ波多重無線中継方式のエポック
エポック１：戦後から約20年間は、真空管デバイスの無線機でアナログFM多重伝送方式が主流だった。
昭和２１年、東京―大阪回線に超短波多重無線方式が設置された。周波数60MHz帯（マイクロ波でない）のAM方式の多重容量わずか数チャンネルであった。
昭和2９年、電話、白黒TVの中継用のマイクロ波通信方式が導入され、周波数4000MHz帯FM方式の電話換算通信容量360ＣＨ（1無線ＣＨ当たり、以下同じ）であった。マイクロ波デバイスは、クライストロン、進行波管であった。
昭和33年頃、周波数4000MHz帯FM方式の電話換算通信容量600ＣＨであった。主マイクロ波デバイスは、進行波管であった。
昭和36年頃、周波数6000MHz帯FM方式の電話換算通信容量1200ＣＨであった。主マイクロ波デバイスは、クライストロン、進行波管であった。以後、半導体デバイスの採用割合が進み、送信増幅の進行波管を残し、固体化アナログFM方式（通信容量2700CH）まで実用化した。 真空管デバイス無線機は短寿命（10000時間前後）であるから、定期的な交換再調整のため無線中継局では有人で保守管理していた。また、通信容量増大に伴い周波数分割多重（FDM）は、電話ではSSBで4ｋHｚ/1CH毎に並べて多重化するため、ベースバンドのBPFも4kHzごとに並べるので高コストとなり、雑音に弱い欠点があった。（筆者は、昭和36年から２GHz帯全固体式FM多重無線装置の局発部の開発に従事した。）
エポック２：全固体（半導体）化とデジタル無線伝送（パルス再生方式）の導入。
昭和40年代には短距離マイクロ波送受信装置のデバイスが全固体化（全半導体化）され、半導体性能の向上で固体化が進んだ。パルス再生中継のデジタル無線多重化が実用された。ハードも半導体化され長寿命で故障も少なくなった。
一方、パルス再生変復調方式の導入で、アナログ方式の弱点である中継毎の雑音が相加されることなく、伝送距離に左右されない高品質の通信が可能になった。信頼度向上で無線中継所も無人化が進んだ。昭和59年に幹線系全固体化20GHzデジタル無線中継方式（400Mbit/s無線チャンネル当たり）が実用化した。
以後、幹線系大容量通信は光ファイバー方式が主流となり、無線は分岐回線や移動通信に移行する。