5G+のインフラはタイル単位で構築される可能性がある(The Future of 5G+ Infrastructure Could be Built Tile by Tile)

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2022-03-29 ジョージア工科大学

・現在の5G+技術は、一般的にかさばり、非常に限られたサイズしかない大型アンテナアレイに依存しているため、輸送が困難であり、カスタマイズするにもコストがかかるという問題があります。
・ジョージア工科大学の新しいアプローチでは、柔軟性のある添加剤で製造されたタイルを、柔軟性のある単一の下層に組み付けます。タイルアレイを様々な表面に貼り付けることができ、非常に大規模な5G+の位相変調/電子制御アンテナアレイネットワークを臨機応変に設置することが可能になります。
・研究チームは概念実証として、5×5cmの柔軟なタイルアレイを製作し、半径3.5cmの曲面に巻き付けました。各タイルにはアンテナサブアレイとビームフォーミング集積回路がタイルの下層に組み込まれており、タイルをシームレスに相互接続して非常に大きなアンテナアレイやMIMO(Multiple Input Multiple Outputs:1つの無線機器内に2つ以上のアンテナを収容する方法)を実現できるスマートスキンが作成されています。
・Scientific Reports誌に掲載されたこの研究では、現在の手法よりも拡張やカスタマイズがはるかに容易であるだけでなく、非常に多くのタイルに曲げたり拡張したりしても性能低下がないことが特徴であると説明されています。

<関連情報>

5G/B5G対応スマートスキンおよび再構成可能なインテリジェントサーフェス向けのタイルベースの大規模スケーラブルMIMOおよびフェーズドアレイ Tile-based massively scalable MIMO and phased arrays for 5G/B5G-enabled smart skins and reconfigurable intelligent surfaces

Xuanke HeYepu Cui &Manos M. Tentzeris
Scientific Reports Published: 17 February 2022
figure 7

Abstract

This work presents a novel tile based approach to constructing, in a modular fashion, massively scalable MIMO and phased arrays for 5G/B5G millimeter-wave smart skins and large-area reconfigurable intelligent surfaces for Smart Cities and IoT applications. A proof-of-concept 29 GHz 32 elements phased array utilizing 2×2<?XML:NAMESPACE PREFIX = “[default] http://www.w3.org/1998/Math/MathML” NS = “http://www.w3.org/1998/Math/MathML” />2×2 “8-element subarray” tiles was fabricated and measured and demonstrates +/−+/− 30beamsteering capability. The unique benefits of the proposed tile approach utilizes the fact that tiles of identical sizes can be manufactured in large quantities rather than have arrays of multiple sizes serve various user capacity coverage areas. It has to be stressed that the proof-of-concept flexible 2×22×2 tile array features no performance degradation when it is wrapped around a 3.5 cm radius curvature. This topology can be easily scaled up to massively large arrays by simply adding more tiles and extending the feeding network on the mounting tiling layer. The tiles are assembled onto a single flexible substrate which interconnects the RF, DC and digital traces, allowing for the easy realization of on-demand very large antenna arrays on virtually any practical conformal platform for frequencies up to sub-THz frequency range.

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