源泉技術を活用した高性能アンテナ及びRF技術

誘電体原料と高性能基板という2つのコア源泉技術は、次世代高性能アンテナ及びRF(Radio Frequency)フィルター技術の開発に必要不可欠な要素です。この技術は、5G、6Gを超えた未来通信システム、自律走行、衛星通信など多様な先端分野で求められる超高速、超低遅延、高信頼性を兼ね備えた通信を実現します。

誘電体原料の重要性

誘電体は、電場を加えた時、電気的に分極する物質で、アンテナとRFフィルターは、電気的特性を調節して性能を最適化するために使用されます。特に、誘電損失(Dielectric Loss : tanδ)と高誘電率(High Dielectric Constant)を持つ誘電体の原料は、次のようなメリットをもたらします。

  • アンテナの小型化及び高効率の具現化。
  • RFフィルターの性能向上。
  • 周波数選択と帯域幅制御での多様な通信標準とサービス要望に対してフレキシブルに対応。
  • アンテナ及びRFフィルターの性能向上のためのコア動力。

高性能基板の重要性

アンテナ及びRFフィルターの製作に使用される基板は、これらの性能に直接的な影響を及ぼします。特に、高周波環境で安定した動作をするには、次のような特性を持つ高性能基板が必要不可欠です。

  • 信号の減衰を最大限抑えて送信効率を高め、信号の歪曲を減らして、通信品質を維持できる低損失・低分散基板。
  • 熱に強く変形が少なく、物理的な衝撃にも絶えられる機械的強度を持つ基板。
  • 複雑なアンテナとフィルター構造の具現化に必要な微細パターン形成、多重構造の具現などが容易な基板。

誘電体原料と高性能基板を活用した技術シナジー /

  • 高誘電率の誘電体原料を高性能・低損失基板に適用して、超小型の高効率アンテナを開発し、RFID、IoT機器など狭い空間への高性能アンテナ搭載に貢献。
  • 誘電損失を持つ誘電体の原料と優れた熱安定性を持つ基板を組み合わせることで、高出力RFフィルターの具現化が可能(基地局、衛星通信システムなど高出力が要求される分野に適用)。

誘電体原料と高性能基板は、高性能アンテナとRFフィルター技術の発展のためのコア基盤技術です。

セラミックパッチアンテナ整合技術

セラミックパッチアンテナは、周りの環境によって特性が大きく変化するため、実際に製品に適用時には、精密なチューニングが必要です。

セラミックパッチアンテナの特性変化の要因

セラミックパッチアンテナは、要因によって入力インピーダンスと共振周波数が異なります。

  • パッチ自体の特性:誘電小体に印刷されたパッチのサイズと模様によって、固有のインピーダンス値と共振周波数を持つ。
  • グランドプレーン:アンテナが設置されるグランドプレーンの厚さ、広さ、材質などもアンテナのインピーダンスと共振周波数に影響を与える。
  • 境界条件:空気中の測定条件と実際に製品器具に実装時の境界条件が異なると、アンテナの特性が変化する。特に、製品ケースの塗料成分や器具の特性によって異なる影響を与える。

共振周波数変化の例

一般的に、グラウンドプレーンのサイズが小さくなったり、製品器具に実装される共振周波数が下がる傾向があります。

対象 条件 共振周波数の変化
25x25 mm セラミックパッチアンテナ 70x70mm グラウンドプレーン 1575.42MHz
28x28mm LNA用PCB 1565~1570MHz
セット器具の実装 1555~1565MHz

最適な性能実現のためのチューニングの必要性

  • 目標周波数(例:1575.42MHz)で正確な共振と最小反射損失のためにチューニングが必要。
  • 共振周波数を上げるための構造調整と同時に、インピーダンスを再整合(Matching)する作業を含む。

RFIDリーダーアンテナのマッチング技術

  • RFIDリーダーアンテナもまた、上記のような整合過程が重要。
  • 送受信シングルポートに使われるRFIDアンテナの場合、獲得した固有値に応じた認識距離の最大化の実現こそ、このマッチング技術の中核。

源泉材料の技術をもとに、多様なRFID ANTENNAを保有しており、最近のRFIDアンテナの小型化・軽量化に伴い、さらに小さく軽い高性能アンテナを開発・商品化しました。

アンテナ設計技術及び測定システム保有

アンテナの最適化設計は、急変する現代の無線通信環境において必要不可欠な要素であり、効率的なアンテナの開発は、無線通信システムのコアコンピタンスになります。
過去には、実際に製作・測定を行ったため、アンテナ設計に膨大な時間と費用が費やされましたが、最近は設計ツールの発展によって、迅速かつ正確、そして効率的なアンテナ設計が可能になりました。

アンテナ設計技術の保有

  • 実際に製作する前に、様々な設計パラメータ(サイズ、形、材料など)をアンテナ設計ツールで変更し、その特性を素早く予測して、蓄積された設計ノウハウで分析。
  • 設計時間・費用の削減、性能予測及び最適化、複雑な環境分析、問題点を事前に把握・解決することで、顧客会社に最適化された結果を速やかに提供可能。

アンテナ測定システム(電波無反射室)保有

設計ツールを活用した最適化された設計は、アンテナ開発の第一歩であり、実際に製作後は、測定システムで性能を検証する過程が欠かせません。この過程から、シミュレーション結果と実際の環境の差を明確に把握し、最終製品の性能を確実に保証できます。

設計ツールを用いたアンテナ設計技術と精密な測定システムの組み合わせは、アンテナ開発において不可欠です。
この2つの要素がシナジー効果を生み出し、高性能アンテナを効率的に開発、さらに多種多様な無線通信システムに、信頼できるアンテナソリューションを提供します。