28GHz帯5G電波の透過や反射を制御 ドコモが実証実験に成功

[エースラッシュ，ITmedia]

　NTTドコモは、1月17日に高い透明性を維持しながら電波の反射・透過を制御する「透明動的メタサーフェス」のプロトタイプを開発と、ドコモR＆Dセンターで実施した28GHz帯電波の透過・反射を動的に制御する実証実験成功を発表した。

透明動的メタサーフェスのプロトタイプ

　5G以降の世代で利用される高い周波数帯は直進性が高いため、ドコモは反射波の方向やビーム形状を任意に設計できるメタマテリアル反射板を検討してきた。しかしメタマテリアル反射板はエリア拡大に有効である一方、設置場所に合わせた設計が必要で、反射板の裏には電波が届かなくなる、景観に影響を与えるなどの課題をクリアする必要があった。

　本実験ではドコモが「透明動的メタサーフェス」の原理を設計し、AGCが材料や微細加工技術を検討。小さな構造体を規則的に多数配置したメタサーフェス基板を透明化したものに透明なガラス基板を重ね、そのガラス基板を微小に可動させて入射電波を透過させるモード、電波の一部を透過させて一部を反射させるモード、全ての電波を反射させるモードを動的に制御できる。

　これまでの半導体を用いた手法と比べ「透明性を維持したまま動的制御が可能」「基板の大面積化が容易」であり、景観や既存のデザインを損なわずに設置できる可能性が高まる。設置場所の環境に合わせて動的に電波伝搬を制御し、基地局の設置が困難な建物が密集したオフィス街、電波の透過・反射を制御する需要がある屋内環境などで、よりきめ細やかな5Gエリアの構築が可能になるとしている。

　実験内では「透明動的メタサーフェス」を、透過するモードと反射するモードの2パターンで入射電波の透過特性を測定。28GHz帯で、透過モードでは電波が減衰せずに基板を透過し、反射モードでは電波が減衰せずに反射するのを確認した。

　実験で使用した透明動的メタサーフェスは、1月23日〜1月24日に東京ビッグサイトで開催される「DOCOMO Open House 2020」に出展する。

透明動的メタサーフェスを用いた原理実験の内容