断熱と電波品質の改善を両立する「電波の窓」
ドコモがYKK APと開発を進める“電波の窓”も注目を集めていた。近年、住宅やオフィスの高断熱化に伴い、窓ガラスが多層化し、「Low-E（低反射）」という特殊な金属膜の使用などによって、電波が通りにくくなってきている。
そこで、高性能の断熱材であり、なおかつ電波を通しやすい性質を持つ「エアロゲル」素材を用いて“電波の窓”を試作。1月30日から実証実験が開始されている。
“電波の窓”の仕組み
会場ではLow-Eガラスとエアロゲルの電波の通り方の違いを見せるデモも行なわれた
エアロゲルは空気に近い誘電率があり、電波を通しやすい
送受信の感度の違いを視覚的に確認できた
この技術は、現在の5Gの次の「5G Evolution」や「6G」において、住宅やオフィスビルなどで、断熱と電波のつながりやすさを両立させるものとして普及させることをめざしているという。
電波を曲げて下に向ける「透過型メタサーフェス」
高層ビル街で、建物の近くにいると、電波を受信しにくくなったり、圏外になったりすることがある。5Gのミリ波や、さらなる高速化を目指す「5G Evolution」や「6G」などで用いられる高周波数帯は障害物を回り込みにくい性質があり、より減衰しやすい特徴があるという。
そこで開発されたのが、建物内に設置した基地局から窓を通して電波を飛ばす技術。窓ガラスに「透過型メタサーフェス」というフィルムを貼ることで、電波を曲げて建物の足元に通信エリアを形成することができるという。すでに昨年10月～11月に実証実験が行なわれている。
透過型メタサーフェスによって、ビルの足元に通信エリアを形成できる
新たに開発された「透過型メタサーフェス」は、透明化処理が施されていて、景観を損ねないことが利点。屋内側から貼れるので取り付けも簡単だという。
右が今回の実証実験で使用された「透過型メタサーフェス」。模様が薄く、窓からの採光や景観を犠牲にせずに利用できる
室内全体を高周波帯のエリア化ができる
「5Gマルチセクタアンテナ」
5Gのミリ波など高い周波数の電波は直進性が強く、減衰しやすい特徴を持つ。そのため、全方向に電波を届けるには4つ以上の基地局が必要になる。これを1つの基地局で対応できるようにしたのが「5Gマルチセクタアンテナ屋内基地局装置」だ。
実験に使われた装置
12方向に電波を飛ばせる
マルチセクタアンテナとは、360度全方向の空間を複数（マルチ）のエリア（セクタ）に分けて、1台のアンテナからそれぞれのエリアに同時かつ独立して電波を送受信するもの。
従来のアンテナを用い電波が届く範囲
マルチセクタアンテナによって室内全体を通信エリアにできる
今回の5G基地局に実装する装置の開発と実験は、横浜国立大学、ドコモ、日本電業工作、富士通が共同で行なっている。1月27日に実施された実証実験では、回路規模を従来の約1/10に低減し、低消費電力・小型化を実現することに成功したという。
基地局、アンテナともに、かなり小型だ
【まとめ】商用化が近づいている技術も
今回出展されたのは20の技術。国内手術支援ロボット「hinotori」は遠隔操作と5Gによる高画質映像の伝送で、ガンの治療など、高度な治療にも対応できるとのこと。室内光で発電してモバイルバッテリーに蓄電する技術はシンプルに便利で、商用化も近そうだ。
ほかにも興味深い展示が多かったので、ぜひ特設サイトをチェックしていただきたい。
ドコモと神戸大学などの共同で開発が進められている国内手術支援ロボット「hinotori」
室内光用の発電パネル。モバイルバッテリーに充電される仕組み
