次世代無線通信に向けたアンテナ開発

Antenna Development for Next-Generation Wireless Communication

【第1編　アンテナ設計の現状と応用】

序文

第1章　5Gアンテナの要求特性と性能評価技術
1　はじめに
2　基地局アンテナ
3　5G端末アンテナ
4　アンテナの測定方法
　4.1　VSWRの測定
　4.2　利得の測定
　4.3　放射パターンの測定
5　まとめ

第2章　超多数接続と低遅延を実現する無線アクセス技術
1　まえがき
2　要素技術
3 システム構成
　3.1　無線フレーム
　3.2　信号処理
　3.3　回線設計とハードウェア実装
4　フィールド実験

【第2編　小型化】

序文

第3章　端末用アンテナの小型化に向けた設計概念と将来展望
1　はじめに
2　小形アンテナの定義と分類
3　アンテナの小型化
　3.1　小型化の手法
　3.2　小型化による影響と限界
4　小形アンテナの実例
　4.1　モノポールアンテナの小型化
　4.2　板状アンテナの小型化
　4.3　小形アンテナの実例
5　端末用小形アンテナの設計概念
　5.1　設計概念
　5.2　端末用小形アンテナの実例
6　端末用小形アンテナの将来展望

第4章　マイクロ波平面アンテナの設計技術
1　マイクロ波平面アンテナ
2　マイクロストリップアンテナ(MSA)の基本特性
　2.1　MSAの動作原理
　2.2　MSAの特性
3　MSAのマルチバンド設計
　3.1　二層構造マルチバンドMSA
　3.2　一層構造マルチバンドMSA
4　MSAの広帯域設計
　4.1　単周波広帯域リング形MSA
　4.2　2周波広帯域多リング形MSA

第5章　ワイヤレスIoT化に向けたアンテナ設計
1　はじめに
2　アンテナの種類と小型化の技法
3　アンテナ設計のツール
4　アンテナの設計手順とポイント
5　PCBアンテナ設計の実際Ⅰ
　5.1 逆Lアンテナ
　5.2 逆Fアンテナ
6　PCBアンテナ設計の実際Ⅱ
　6.1 メアンダ・アンテナ
　6.2 基板の誘電体の影響

第6章　アンテナの小型化と通信性能に与えるインパクト
1　まえがき
2　アンテナの小型化手法
3　小形アンテナの実例
4　小形化の評価指標
5　アンテナの小型化と放射効率
6　アンテナの小型化とシステム設計
7　結論

第7章　AMC装荷アンテナチップの開発
1　AMCとアンテナ
2　キャパシタンスグリッドを用いたAMC基板
3　AMC基板とダイポール素子を組み合わせた小型アンテナMACKEY基本型
4　AMC基板中のダイポール素子で給電したMACKEY Ⅱ
5　短絡板を用いて小型化したMACKEY S型
6　ダイポール素子の位置をオフセットして広帯域化したMACKEY O型
7　むすび

第8章　金属上で動作する小形アンテナ「Amcenna」の開発と用途展開の可能性
1　はじめに
2　Amcenna
　2.1　Amcennaの構造と特性
　2.2　IoTセンサーモジュール用アンテナの設計と試作・評価
3　コーナーショートAmcenna
　3.1　コーナーショートAmcennaの構造と特性
　3.2　小形マルチバンドアンテナ

第9章　折返し構造を有するアンテナの小型化率の解明
1　はじめに
2　折返し構造を有する小形アンテナ
3　FILAの小型化
4　スリット付無短絡FILAの特性
5　小型化の評価
6　むすび

第10章　円偏波アンテナとその広帯域化技術
1　はじめに
2　円偏波について
3　軸比の広帯域化の例
4　メタ表面を用いた広帯域化
5　まとめ


【第3編　ミリ波・テラヘルツ化】

序文

第11章　積層薄板拡散接合中空導波管並列給電スロットアレーアンテナ
1　はじめに
2　基本アンテナ
　2.1　構造と動作
　2.2　設計
　2.3　製作
　2.4　試作例
3. 高機能化
　3.1　素子数の可変化
　3.2　偏波
　3.3　広帯域化
　3.4　高周波化
　3.5　回路との一体化(フィルタ回路,モノパルス回路)

第12章　機能性誘電体層集積導波管スロットアレーアンテナとその近接テラヘルツ無線応用の研究
1　はじめに
2　機能性誘電体層集積導波管スロットアレーアンテナ
3　送信アンテナ・受信アンテナの接触による透過性の制御
4　近傍界伝送での伝送効率の改善
5　近接アンテナ間での多重反射抑制

第13章　Beyond 5Gに向けたテラヘルツ帯域ピンポイント無線の研究
1　はじめに
2　300GHz帯CMOSシングルチップトランシーバ
3　テラヘルツ帯フロントエンド設計及び課題
4　おわりに

第14章　共振電極光変調器と融合させた高性能ミリ波アンテナ
1　はじめに
2　ミリ波アンテナと光変調器の融合
3　アンテナ電極の設計
4　試作・評価実験
5　むすび

第15章　ミリ波・テラヘルツ波帯アンテナ測定技術
1　はじめに
2　ベクトルネットワークアナライザ(VNA)を用いたアンテナ計測
2.1　VNAの装置構成
2.2　アンテナ利得の計測
2.3 アンテナ放射パターンの測定
3　まとめ

第16 章　ミリ波帯誘電体基板材料定数測定技術
1　アンテナ構成用誘電体基板材料
2　各測定手法の測定公式
　2.1　円筒空洞共振器法
　2.2　遮断円筒導波管法
　2.3　平衡形円板共振器法
　2.4　2誘電体円柱共振器法

【第4編　大容量化】

序文

第17 章　CSI 推定を排除したマルチビームMassive MIMO の研究
1　マルチビームMassive MIMO の原理と基本特性
2　屋内実環境における効果

第18章　Massive MIMO 空間多重における符号化および変調技術
1　はじめに
2　システムモデル
3　線形検出法
4　Matched Filter法の無符号化時の理論特性
5　符号化MIMOシステムへのMF法の適用効果
6　符号化MIMOシステムの計算機シミュレーション
7　むすび

第19章　MIMOアンテナによる伝送容量の向上と評価
1　はじめに
2　MIMOシステムとアンテナ
3　MIMOアンテナの評価法
　3.1　MIMOアンテナのシミュレーション評価
4　MIMOアンテナにおける伝送容量向上法
　4.1　整合による伝送容量向上法
　4.2　偏波・指向性による伝送容量向上法
　4.3　LOS-MIMO
5　まとめ

第20章　多素子アンテナを活用した適応ピーク電力制御技術
1　背景
2　送信ピーク電力制御および歪み補償のための空間信号処理技術
3　特性評価
4 まとめ

第21章　5G の大容量化を実現する低SHF 帯Massive MIMO 用アクティブアンテナシステム
1　はじめに
2　DPD 搭載4.65 GHz 帯超多素子アクティブアンテナの特徴
3　4.65 GHz 帯超多素子アンテナ基地局システムの特徴
4　キャリブレーション併用によるDPD 搭載AAS 性能安定化
5　希望波S と非線形歪による干渉波I の放射特性
6　 高出力域での非線形歪放射とNull が空間多重性能に及ぼす影響とAAS への改善施策
7　DPD によるDL SINR 改善と空間多重数増加時の特徴
8　屋外環境におけるDL MU-MIMO 伝送特性
9　屋内環境におけるDL MU-MIMO 伝送特性
10　AP 間協調制御適用時のDL セルエッジ特性
11　まとめ

第22章　5G向け同時複数通信の実現に向けた小型アンテナパネルの開発
1　はじめに
2　ミリ波ビームフォーミング方式
　2.1　ビームフォーミング技術の比較
　2.2　サブアレイ間符号化インターリーブ方式の動作原理
3　セルスループット性能評価
4　むすび

第23章　超多素子アンテナシステム向けRFFE技術
1　まえがき
2　超多素子アンテナのRFFE構成
　2.1 ビーム制御方式の選定
　2.2 RFFEモジュール実装法
3　RFFEの開発事例
　3.1　全体構成
　3.2 RFFEの構成要素と評価結果
　3.3 RFFE全体の評価結果
4　むすび

【第5編　材料】

序文

第24章　電磁メタマテリアルのアンテナ応用
1　はじめに
2　メタスリーブアンテナ
3　マントルクロークアンテナ
4　負誘電率殻で覆われた小形アンテナ
5　メタレドーム

第25章　高性能フェライトを活用した小型広帯域UHFアンテナの開発
1　はじめに
2　アンテナの目標仕様と装荷するフェライト磁性材料の概要
　2.1　アンテナの目標仕様
　2.2　使用したフェライト磁性材料
3　スマートフォンに内蔵する小型広帯域UHFアンテナ
　3.1　アンテナの基本構造
　3.2　アンテナの試作と性能評価
　3.3　複共振の発現による広帯域化の実現
4　おわりに

第26章　次世代通信用高周波材料の特徴と技術動向
1　はじめに
2　次世代通信用高周波材料
3　透明アンテナ材料
4　おわりに

第27章　Post5G/6Gのアンテナ設計への材料研究者からの提言 ―次世代高Q / 低εr材料はセラミックスである!―
1　はじめに
2　マイクロ波/ミリ波誘電体に求められる条件は何か?
　2.1　常誘電体:対称中心iをもつ
　2.2　対称性の高い結晶構造が高Qである!
　2.3　高純度/粒成長/欠陥フリーが高Qをもたらす!
3　マイクロ波誘電体特性
4　どんな高Q / 低εrセラミックス材料があるか?
　4.1　5Gで大もての液晶ポリマーLCPとセラミックス
　4.2　セラミックス材料各論
5　どんな高Q / 低εr基板があるか?
　5.1　高周波回路用高Q / 低εrセラミックス基板
　5.2　ダイレクトキャスティング結晶化ガラスセラミックス基板
　5.3　LTCC/ULTCC基板
6　マイクロ波誘電体を使ったデバイス
　6.1 共振器
　6.2　フィルター/ストリップライン/高周波平面回路
　6.3　プロトタイプパッチアンテナ設計
7　まとめ

第28章　自動車用窓ガラスとアンテナ機能
1 はじめに
2 自動車用窓ガラスの基礎
　2.1 自動車用窓ガラスの種類と製造方法
　2.2 自動車用窓ガラスに求められる基本的特性
　2.3 自動車用窓ガラスの変遷
3 窓ガラスの高機能化
　3.1 安全性
　3.2 快適性
　3.3 その他の機能
4 自動車用窓ガラスアンテナ
　4.1 窓ガラスと自動車用アンテナ
　4.2　自動車窓用アンテナの種類と製法
　4.3　自動車用アンテナの今後
5　まとめ

第29章　ミリ波の伝搬特性とガラスアンテナの検討例
1　はじめに
2　28GHz帯の車両侵入損失
3　28GHz帯ガラスアンテナ
　3.1　28GHz帯ガラスアンテナの開発
　3.2　自動車ガラスへの実装
4　実証実験
　4.1　実験概要
　4.2　実験結果

第30章　超微細配線フィルムを用いた透明アンテナ
1　まえがき
　1.1　開発の背景
　1.2　5G対応製品向け透明アンテナフィルム
2　透明アンテナのメッシュパターン設計
　2.1　従来の微細配線技術
　2.2　超微細配線技術
3　透明アンテナの電磁界シミュレーション
　3.1 　透明導電性材料の比較
　3.2　電磁界シミュレーション
4　透明アンテナの実測評価結果
　4.1　超微細配線フィルムのVSWRの結果
　4.2　放射効率のシミュレーションと実測評価の比較
　4.3　透明アンテナの広幅化によるVSWRの結果
5　おわりに

第31章　透明導電性フィルムを使用した基地局アンテナ
1　はじめに
2　透明導電性フィルム
3　アンテナの設計
　3.1　素子検討
　3.2　シミュレーション
　3.3　機械的構造
4　電気的特性
5　室内仕切り壁としての応用
6　まとめ