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ドコモとAGC、ミリ波を屋内に効率的に取り込む「メタサーフェスレンズ」を開発
2021年1月26日 19:00
NTTドコモとAGCは、5Gを高度化した「5G evolution」や第6世代移動通信方式（6G）に向けて、ミリ波帯（28GHz帯）の電波を屋外から屋内に効率的に誘導する「メタサーフェスレンズ」のプロトタイプを開発し、屋内でのミリ波の受信電力を向上させる実証実験に世界で初めて成功したことを発表した。
高い周波数帯の電波は直進性が高く、減衰しやすいという特徴があるため、屋外基地局アンテナからの電波による屋内のエリア化は困難とされている。
今回開発した28GHz帯向けメタサーフェスレンズは、メタサーフェス基板上に配置する素子に複数の形状を持たせ、適切に配置することで、窓ガラスを通るミリ波を屋内の特定の場所（焦点）に集められるレンズ。メタサーフェスは、基板上に小さい構造体を規則的に配置することで、任意の誘電率・透磁率を実現する人工表面。
メタサーフェスレンズはフィルム形状のため、屋内側から窓ガラスに貼り付け、屋外基地局アンテナからの電波を屋内に簡単に引き込めるようになる。窓ガラスの全面を通る微弱な電波を焦点に集めることで電力が高まるため、焦点位置にリピーターやリフレクターなどを設置することで、屋外の基地局アンテナからの電波による建物内のエリア化が可能。メタサーフェスレンズの設置による、LTEやSub-6帯などのほかの周波数への影響は発生しないという。
2020年12月にドコモR＆Dセンタで行われた実証実験では、メタサーフェスレンズのプロトタイプを用いて、窓ガラスを通るミリ波を屋内の焦点に集めることで、屋内での受信電力が向上することを実証した。将来的には端末の移動に追従することも視野に入れ、焦点位置の制御機能も検証し、単焦点から2焦点へ切り替えられることも実証した。
さらに、AGCのガラス電波透過構造設計技術により、本来は電波を通さない遮熱ガラスでも、遮熱性を損なわずにミリ波が透過するように設計した遮熱ガラスと、メタサーフェスレンズを組み合わせることにで、遮熱ガラスでも屋内でのミリ波の受信電力を向上できることを実証した。
両社は以前、透明で景観を損ねずに電波の反射・透過を制御する「透明動的メタサーフェス」を発表している。今回開発したメタサーフェスレンズは、ドコモのメタサーフェス設計技術とAGCのガラス電波透過構造設計技術と微細加工技術により実現したという。