5G向けアンテナの開発動向と電波伝搬制御

第1部 5Gへ向けたアンテナシステムの設計、実装技術

(2020年4月15日 10:00〜11:30)

　本講座では5Gシステムとして新たな周波数に対応するアンテナ方式とその実装・評価法について具体例をもとに解説する。多素子アレーアンテナを用いたマッシブMIMO方式アンテナの原理と特性、それに対応する端末素子アンテナについても、新たに導入されるアンテナ評価法も含めて解説し、5G用のアンテナシステムについて明らかにする。

1. 5Gシステムで使用されるアンテナの要求仕様
   1. Sub – 6用アンテナシステム
   2. ミリ波帯アンテナシステム
2. 基地局用アンテナの構成法とアンテナ素子
   1. 広帯域アンテナ素子
   2. マッシブMIMO用アンテナ
   3. ミリ波帯アンテナの構成法
3. 端末用アンテナの構成法とアンテナ素子
   1. 各種アンテナ素子
   2. AIP (Antenna In Package)
4. 端末用アンテナの実装法
   1. アンテナ配置と特性の最適化
   2. 筐体のアンテナとしての利用法
5. 端末用アンテナの評価法
   1. ホワイト,グレー,ブラックボックステスト
   2. OTA測定法
• 質疑応答

第2部 5G Evolution and 6Gに向けたメタマテリアルアンテナ応用

(2020年4月15日 12:10〜13:40)

　本講演では、①5G Evolution & 6Gに向けたドコモの取り組み内容およびこれまで実証してきたサービス例、②メタマテリアル/メタサーフェス技術の概説およびドコモの取り組みを紹介する。 　近年、無線ネットワークのトラフィック急増に伴い、超高速・大容量を実現可能な5Gの実用化が期待されているが、5Gから利用されるミリ波帯の電波は直進性が高く、遮蔽物による見通し外環境での通信品質劣化が課題である。波長より小さい周期構造により構成されるメタマテリアル/メタサーフェスは、この課題を解決する技術として期待されており、なぜ今本技術が注目されているかを実証実験結果と合わせて紹介する。

1. 5G導入に向けたドコモの取り組み
   1. 5Gとは
   2. 5G商用化に向けたドコモの取り組み
   3. パートナーとの協創による5Gのサービス例
   4. 5G Evolution & 6G
   5. ミリ波帯の課題解決に向けた取り組み
2. 5G Evolution & 6Gに向けたメタマテリアル技術
   1. メタマテリアルとは
   2. 超高周波数帯メタマテリアルの研究紹介
   3. 5Gにおけるメタマテリアル実証実験
   4. 5G Evolution & 6G
• 質疑応答

第3部 グラフェンを用いた透明アンテナ技術

(2020年4月15日 13:50〜15:20)

　わずか炭素原子1層の厚さを持つグラフェンを用いた透明アンテナ技術についてお話しします。グラフェンの特異な物性とその作製方法、グラフェンの光学的透過率と電気伝導特性の評価法などを解説した上で、透明アンテナ材料としてのグラフェンの魅力と既存の透明導電膜との比較について解説します。また、我々が世界で初めて作製と動作実証に成功したグラフェン透明アンテナについて、その作製方法と特性を紹介し、今後の研究開発動向についてお話しします。

1. グラフェンとは?
   1. グラフェンの構造
   2. グラフェンの特異な物性
2. グラフェンの作製方法
   1. スコッチテープ法、化学的剥離法など
   2. 化学気相成長法 (CVD)
   3. グラフェンの転写技術
3. グラフェンの透明導電膜としての特性とその評価方法
   1. 光学的透過率の測定
   2. シート抵抗、キャリア密度、キャリア移動度の測定
   3. グラフェントランジスタの特性評価
4. IoT技術、5G技術において注目される透明アンテナ技術
   1. 既存の透明アンテナ技術
   2. 透明アンテナ材料としてのグラフェンの特徴
5. 単層CVDグラフェンを用いた透明アンテナ
   1. アンテナの作製方法
   2. アンテナの特性
   3. グラフェン透明アンテナを用いた電波送受信実験
6. 今後の研究動向
   1. グラフェンの低抵抗化技術
   2. グラフェンを用いた様々なマイクロ波帯デバイス
• 質疑応答

第4部 5G/5G beyondに向けたビームフォーミング技術

(2020年4月15日 15:30〜17:00)

　第5世代移動通信 (5G) システムでは, Massive MIMOが注目されており,ビームフォーミング技術がキー技術となっている.また,電波の到来方向推定を行うことも重要となっている.本セミナーでは,5G/5G beyondの動向からビームフォーミング・到来方向推定技術について基礎と実際を解説する.さらに,今後無線通信への適用が期待されるドローンへの適用についても解説する.

1. 5G/5G beyondにおけるビームフォーミング技術の役割
   1. 5Gシステムの動向と5G beyondについて
   2. ビームフォーミング技術とMassive MIMO
2. ビームフォーミング技術
   1. 従来のビームフォーミング技術
   2. ブラインドビームフォーミング技術
   3. 5G/5G beyondにおけるブラインドビームフォーミング技術
3. 到来方向推定技術
   1. ビームフォーマー法
   2. MUSIC法
   3. 圧縮センシングを用いた到来方向推定法
4. Beyond 5Gに向けた新技術
   1. ミリ波使用の重要性とその課題
   2. ドローンへのMIMOシステムの適用
• 質疑応答