東京工業大学は2024年6月17日、工学院 電気電子系の加藤星凪大学院生、同 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所の白根篤史准教授、同 工学院 電気電子系の岡田健一教授が、国内で利用可能な5.7GHz帯の無線電力伝送を利用して動作するミリ波帯5G中継器の開発に成功したと発表した。
無線電力伝送の5.7GHz帯と、ミリ波帯5G通信の28GHz帯という、大きく離れた2つの周波数帯に同時対応するICチップの開発に世界で初めて成功した。
同大の研究グループはこれまでに、周波数の比較的近い24GHz帯での無線電力伝送と28GHz帯での5G通信による中継器の実現には成功していた。だが、24GHz帯の無線電力伝送は国内では未認可であるほか、伝送距離が短いという問題があった。
本研究における電源不要のミリ波帯5G中継機
そこで本研究では、新たに4次サブハーモニックミキサを利用した整流器型ミキサ回路を考案。安価で量産が可能なシリコンCMOSプロセスによってICを作成した。
試作したICを搭載した5G中継器は、国内で利用可能な5.7GHz帯での無線電力伝送によって、最大電力変換効率55%で整流器1個あたり6.5mWの直流電力を生成可能という。さらに28GHz帯の5G通信において、±50°のビームフォーミング性能と、5%以下の良好なEVM特性を達成している。
今回開発した中継器は、これまで設置が難しかった多くの場所に設置可能なため、ミリ波帯5G通信のカバレッジを飛躍的に広げられる。また、スマートファクトリーの実現に必要な工場内無線通信や、中継器機能を持つドローンなど、さまざまな場面への応用が期待されている。
