2方向への電波放射が可能なミリ波5G用小型アンテナモジュールを商品化~5G対応端末の安定通信と小型化・低コスト化に貢献~

  • 通信モジュール

2021/10/13

株式会社村田製作所
代表取締役社長 中島 規巨

株式会社村田製作所(以下、「当社」)は、5Gのミリ波周波数帯域に対応した、2方向への電波放射が可能な小型フェーズドアレイアンテナモジュール「LBKAシリーズ」(以下、「本製品」)を商品化しました。すでに量産を開始しており、2021年後半に市場投入されるスマートフォンに搭載される予定です。

近年、5G対応スマートフォンが数多く市場投入されています。5G通信は、6GHz以下の周波数帯「Sub-6」と、24.25GHz~52.6GHzの周波数「ミリ波」の2つの帯域を利用します。5Gのメリットは「超高速・大容量」「超低遅延」「多数同時接続」ですが、この3点すべてを実現するのに有効なミリ波は、障害物の影響を受けやすく、端末の通信性能の確保が難しいことが課題となっています。そのため米国や日本など一部地域を除いて、ミリ波対応端末は市場投入されていません。また、安定した送受信のためには通信性能の向上が欠かせませんが、端末内部の部品点数は増えており通信部品の設置スペースは限られています。より安定した通信を実現するには端末側面での電波の送受信が必要ですが、アンテナの設置によって端末の薄型化が制約されることも少なくありません。

本製品は、このような課題を解決するために、当社独自の樹脂多層基板メトロサーク™※1をL字型に形成し、別方向を向く2面の基板にそれぞれアンテナを配置することで、1個のRFIC※2で2方向への電波放射を可能にしました。これにより安定したミリ波無線通信を実現し、通信部品の点数減による端末の薄型化、製造コスト削減に貢献します。

  • ※1メトロサークは、当社の積層・多層技術、設計技術、高機能樹脂材料を組み合わせて開発された樹脂多層基板です。優れた高周波特性を持ち、薄型かつ自由な形状での回路設計が可能です。
  • ※2無線周波数の送受信信号に対して、増幅や位相調整を行うIC。

当社は、今後もミリ波対応モジュールのさらなる小型化、一層の性能向上、低コスト化など市場ニーズに対応した製品開発に取り組み、ミリ波無線による通信分野の発展に貢献していきます。

従来のミリ波アンテナモジュールと本製品の形状の違い

従来のミリ波アンテナモジュール

従来品のイメージ画像。従来品はフラット形状です。

本製品

本製品のイメージ画像。本製品はL字形状です。

主な特長

L字形状

メトロサークで実現したL字形状により、角度が90°異なる2方向への電波放射を可能にし、端末内の省スペース化や低コスト化、ミリ波通信性能の安定化に貢献。

優れた高周波性能

メトロサークの特長を活かしてアンテナの広帯域化と高いゲイン性能※3を実現。

  • ※3アンテナの電波放射の強さ、あるいは電波の受信しやすさを表した値。単位は[dBi]。

小型薄型形状

メトロサークを曲げることによって端末内部のデッドスペースを極力なくし、アンテナの面積を最大限に確保。高周波性能と小型薄型を両立し、端末自体の薄型化に貢献。

熱対策

L字形状によって発熱源であるICを、端末の基板に密着させる構造が可能に。モジュール内の発熱を効果的に分散させ、端末の高信頼性、通信の安定性に貢献。熱設計のサポートも行う。

主な仕様

サイズ 幅22.5mm×奥行5.69mm×高さ4.75mm
アンテナ 1×4構成のアレイアンテナを2組、L字形状の各面に搭載
対応周波数帯※4 n261 / n258 / n257(24.25~29.5GHz)
n260(37~40GHz)
  • ※4北米、欧州、中国、日本、韓国、オーストラリアなど多くの地域で使用可能(使用予定含む)なミリ波周波数帯域に対応。

主な用途

モバイル端末(スマートフォン、タブレット、ウェアラブル機器)、ローカル5G※5を利用したIoT機器(スマートファクトリー向けロボット、カメラ、センサなど)、VR/AR機器(ヘッドマウントディスプレイ、スマートグラスなど)。

  • ※5通信事業者以外の企業・自治体などが無線局の免許を取得し、特定のエリアまたは建物・敷地内に限定して構築・運用できる5Gネットワーク。

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ムラタについて

村田製作所はセラミックスをベースとした電子部品の開発・生産・販売を行っている世界的な総合電子部品メーカーです。独自に開発、蓄積している材料開発、プロセス開発、商品設計、生産技術、それらをサポートするソフトウェアや分析・評価などの技術基盤で独創的な製品を創出し、エレクトロニクス社会の発展に貢献していきます。
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