株式会社富士通研究所(社長:藤崎道雄、本社:川崎市)は、第三世代移動通信(IMT-2000)システムの無線基地局用に、屋外の過酷な環境条件下でも安定に動作可能な、酸化物高温超伝導フィルタを用いた小型受信増幅装置(写真)を開発いたしました。

今回、超伝導フィルタを構成する共振器の形状を従来のヘアピン形状(図1(a))に比べ、約二分の一の大きさに小型化できる新しいパターン設計・実装の技術を開発したことで、冷凍機を搭載しながらも、通常の常温型受信増幅装置と同程度の大きさを実現できました。

さらに、超伝導フィルタを用いると他チャンネルからの干渉を大幅に抑えることができ、従来に比べ優れた低雑音性を実現できるため、通話エリア拡大、携帯端末の省電力化などが期待できます。

なお、本技術の詳細は、2002年9月10日から宮崎大学にて開催された電子情報通信学会ソサイエティ大会(SC-5)で発表いたしました。

IMT-2000システムの無線基地局装置を高性能化するため、酸化物高温超伝導体(*1)を用いた通信用フィルタについての研究開発が進められています。

超伝導を用いた通信用フィルタは、基板上に酸化物高温超伝導薄膜をマイクロストリップライン(*2)型に加工したもので、−200℃程度に冷却した上で動作させる必要がありました。そのため、これに用いる冷凍機・真空断熱容器などの冷却装置部分が大きくなり、その結果、超伝導を用いない常温型の装置に比べ、大きく重くなるという問題がありました。

今回開発したのは、超伝導フィルタを構成する共振器の形状を従来のヘアピン形状から特殊なスパイラル形状(図1(b))にして、さらにパッケージ材の改良、実装方法などの工夫によりヘアピン形状に比べ占有容積約50%の小型化を図った超伝導フィルタです。

この結果、小型の冷凍機でも十分に冷却できるようになり、冷凍機を搭載しながらも、受信増幅装置全体は従来の常温受信増幅装置と同程度に小型化できました。