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公開番号2024114446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023020226
出願日2023-02-13
発明の名称共振器及び周波数可変型共振器
出願人日本電気株式会社,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人
主分類H01P 7/08 20060101AFI20240816BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】フットプリントを効率的に抑制できるステップインピーダンス型の共振器を提供する。
【解決手段】SIR100は、湾曲導波路C1及びC2と、フィッシュボーン型導波路F1とからなるステップインピーダンス共振器として構成される。湾曲導波路C1及びC2は、第1のインピーダンスを有する。フィッシュボーン型導波路F1は、第2のインピーダンスを有する。湾曲導波路C1及びC2とフィッシュボーン型導波路F1とが直列的に接続されたステップインピーダンス共振器が構成される。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
第１のインピーダンスを有するコプレーナ導波路と、
フィッシュボーン型導波路を含む、前記第１のインピーダンスとは異なる第２のインピーダンスを有する区間と、を備え、
前記コプレーナ導波路と前記フィッシュボーン型導波路を含む区間とが直列的に接続されたステップインピーダンス共振器として構成される、
共振器。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記フィッシュボーン型導波路を含む区間に含まれる導波路は、インピーダンス整合している、
請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記第１のインピーダンスを有するコプレーナ導波路は、湾曲導波路として構成される、
請求項２に記載の共振器。
【請求項４】
前記湾曲導波路は、第１の湾曲導波路と第２の湾曲導波路とを含み、前記第１の湾曲導波路と前記第２の湾曲導波路との間に、前記フィッシュボーン型導波路を含む区間が挿入される、
請求項３に記載の共振器。
【請求項５】
前記フィッシュボーン型導波路を含む区間は、同じ構成を有する複数の前記フィッシュボーン型導波路と、コプレーナ導波路からなる少なくとも１つの直線導波路と、を有し、前記複数のフィッシュボーン型導波路のうちの隣接する２本の間は、前記少なくとも１つの直線導波路のうちの１つによって接続される、
請求項４に記載の共振器。
【請求項６】
前記フィッシュボーン型導波路を含む区間は、前記フィッシュボーン型導波路が配置される複数の区間と、複数の前記湾曲導波路と、を備え、前記複数の区間のうちの隣接する２つの間は、前記複数の湾曲導波路のうちの１本により接続される、
請求項２に記載の共振器。
【請求項７】
前記複数の湾曲導波路のそれぞれは、Ｕ字型のコプレーナ導波路として構成される、
請求項６に記載の共振器。
【請求項８】
前記複数の湾曲導波路のうちで、１つの前記区間に接続される２本は、互いに逆方向に湾曲している、
請求項７に記載の共振器。
【請求項９】
第１の方向を長手方向とする前記複数の区間は、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列され、
前記複数の湾曲導波路のうちの、１つの前記区間に接続される２本の前記湾曲導波路の一方は、前記１つの区間の一方の端部から、前記第１の方向に突き出てから反時計回り方向に湾曲して前記第１の方向とは反対の方向へ向けて延在するコプレーナ導波路として構成され、
前記２本の前記湾曲導波路の他方は、前記１つの区間の他方の端部から、前記第１の方向とは反対の方向に突き出てから反時計回り方向に湾曲して前記第１の方向へ向けて延在するコプレーナ導波路として構成される、
請求項８に記載の共振器。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の前記共振器と、
制御信号に応じて共振周波数が制御される外部共振器と、
前記制御信号が入力される制御ポートと、を備え、
前記共振器の一端は、前記外部共振器と磁気的に接続され、
前記共振器の他端は、前記制御ポートと電気的に接続され、
前記共振器の共振周波数は、前記外部共振器の共振周波数と異なる、
周波数可変型共振器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、共振器及び周波数可変型共振器に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
量子ビット等に用いられる超伝導量子回路においては、高周波の伝送線路として、コプレーナ導波路（Coplanar Waveguide、ＣＰＷ）が広く用いられている。ＣＰＷは、基板の表面にパターンを形成する簡潔な構造からなり、それ自体がインダクタンス及びキャパシタンスを有している。そのため、インピーダンスが異なるＣＰＷを組み合わせたステップインピーダンス共振器（Stepped Impedance Resonator、以下ＳＩＲ）（例えば、特許文献１及び２）などの共振器を構成することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１２／１０２３８５号
特開２０１０－８７８３０号公報
特開２０２２－１１１１４６号公報
特開２００５－２９４３８２号公報
特許第６４３７６０７号
特許第６７４９３８２号
【非特許文献】
【０００４】
K.Nakagawa et al., ”Transmission properties of fishbone-type superconducting transmission lines”, October 22, 2020, Japanese Journal of Applied Physics, Vol 59, No. 11, 110904
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、分布定数型のＳＩＲを構成する場合、共振周波数の波長と同じオーダーの長さの直線状のＣＰＷが必要となるため、共振器を搭載するには長大なチップ形状が要求される。このため、チップの占有面積、いわゆるフットプリントの大きさから、チップ形状やパターン設計が制約されてしまう。
【０００６】
本開示は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、フットプリントを効率的に抑制できるステップインピーダンス型の共振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様である共振器は、第１のインピーダンスを有するコプレーナ導波路と、フィッシュボーン型導波路を含む、前記第１のインピーダンスとは異なる第２のインピーダンスを有する区間と、を備え、前記コプレーナ導波路と前記フィッシュボーン型導波路を含む区間とが直列的に接続されたステップインピーダンス共振器として構成されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、フットプリントを効率的に抑制できるステップインピーダンス型の共振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
コプレーナ導波路で構成されたステップインピーダンス共振器の構成を模式的に示す図である。
メアンダ型導波路で構成された共振器の構成を模式的に示す図である。
フィッシュボーン型導波路で構成された共振器の構成を模式的に示す図である。
図３に示した共振器の領域Ａの拡大図である。
所定の曲率にて湾曲させた場合のフィッシュボーン型導波路を模式的に示す図である。
実施の形態１にかかるステップインピーダンス共振器の構成を模式的に示す図である。
実施の形態２にかかるステップインピーダンス共振器の構成例を模式的に示す図である。
障害物による干渉を回避できるステップインピーダンス共振器のレイアウトを示す図である。
実施の形態２にかかるステップインピーダンス共振器の変形例の構成を模式的に示す図である。
図９のステップインピーダンス共振器の変形例の構成を模式的に示す図である。
実施の形態３にかかる周波数可変型共振器の構成を模式的に示す図である。
磁気的結合構造の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
（【００１１】以降は省略されています）

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