東京工業大学(東工大)は、第6世代移動通信システム(6G)時代の低軌道衛星コンステレーションに利用可能な超小型衛星搭載用Ka帯フェーズドアレイ無線機を開発したこと、ならびに衛星通信における右旋・左旋の両円偏波を同時に利用したKa帯高速通信を、CMOSフェーズドアレイICを用いて実現したことを発表した。
同成果は、東工大 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、東工大 工学院 電気電子系の岡田健一教授らの研究チームによるもの。詳細は、米・コロラド州デンバーで現地時間6月19日から21日まで開催された、無線周波数の集積回路に関する国際会議「Radio Frequency Integrated Circuits Symposium 2022(RFIC 2022)」にて発表された。
6Gにおいては、地上だけでなく上空や宇宙といった、非地上のネットワークを用いた通信網の構築が期待されている。従来の衛星搭載用の無線機では、長距離かつ高精度な右旋・左旋両円偏波を実現するため、ホーンアンテナのような一方向にのみ高い利得を持つ大型のアンテナが用いられてきた。しかしこのようなアンテナでは、低軌道衛星において常に地球を指向するために大規模な姿勢制御機構が必要となり、超小型衛星への搭載が困難だった。
一方で、フェーズドアレイ無線機を用いることで基板上の平面アンテナによるアンテナ部の小型化、さらにビームステアリング機能による姿勢制御なしでの通信方向の制御が可能となるものの、その場合、円偏波の精度がビームステアリング時に劣化してしまい、両円偏波を用いた高速通信が困難という課題を抱えていたという。
そこで研究チームは今回、新たに円偏波補償回路およびインピーダンスチューナ回路を考案することで、どのようなビーム角においても円偏波精度を劣化させることなく両円偏波を用いた高速な無線通信技術を開発することにしたという。
