GHz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ました。2020年12月18日(金)にドコモR&Dセンタ(神奈川県横須賀市)にて、メタサーフェスレンズを用いることで窓ガラスを通るミリ波を屋内の特定の場所に集め、屋内での受信電力を向上させる実証実験に世界で初めて※2成功しました。evolutionや6Gでの利用が想定される高い周波数帯の電波は、現在使用されているLTE、sub-6帯の電波と比較し、直進性が高く、減衰しやすいという特徴があります。そのため屋外基地局アンテナから発信された電波は建物の窓ガラスに到達するまでに減衰し、さらに減衰した微弱な電波は広がることなく屋内に入り込むため、屋外基地局アンテナによる建物のエリア化は困難でした。GHz帯向けメタサーフェスレンズは、メタサーフェス基板上の小さな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(以下、焦点)に集めることができるレンズです。窓ガラス全面を通る微弱な電波を焦点に集めることで電力を高めることができるため、焦点位置にリピーターやリフレクター等のエリア改善ツールを置くことで、屋外の基地局アンテナによる建物内のエリア化が実現できると考えています。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むことが可能です。このメタサーフェスレンズは、LTEやsub-6帯等の他の周波数に影響を与えないように設計されており、他の帯域と並行してミリ波のエリア改善が可能となります。<実証実験の内容>本実証実験では、メタサーフェスレンズによっ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確認しました。屋内で複数のリピーターやリフレクターを使うこと、および将来は端末の移動に追従することも視野に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を実証しました。より、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機能を持ったガラスとメタサーフェスレンズとを組み合わせることにより、本来は電波を通さない遮熱ガラス※3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ました。(本実証実験の詳細については、別紙1をご参照ください。)これまでドコモとAGCはミリ波帯の柔軟なエリア構築に向けて、透明で景観に影響を与えない透明メタサーフェス技術を検討してきました※4。2021」で、ご覧いただけます。evolutionや6Gの効率的かつ柔軟なエリア構築手法の確立をめざし研究・開発に取り組んでまいります。House」は、株式会社NTTドコモの商標です。GHz帯)を入射し、焦点近傍における受信電力を測定しました。窓ガラスを通るミリ波を一つの焦点に集めるメタサーフェスレンズ。焦点1箇所(焦点1)における受信電力を測定。焦点位置の制御機能を持つメタサーフェスレンズ。単焦点モード(メタサーフェスレンズと可動透明基板が離れた状態)では一つの焦点(焦点2)に、2焦点モード(メタサーフェス基板と可動透明基板が接した状態)では二つの焦点(焦点2および焦点3)にミリ波を集める。焦点2および焦点3における受信電力を測定。dB以上向上することを確認しました。遮熱機能を持ったガラスに対して、ミリ波が透過するように設計し、メタサーフェスレンズと組み合わせて追加実験を行ったところ、焦点1の受信電力が24B付近まで向上し、表1の2メタサーフェスレンズと同等の結果が得られました。動的メタサーフェスレンズにおいては、単焦点モードの場合は主に焦点2で受信電力が向上していることを確認し、また2焦点モードでは焦点2および焦点3の両方において受信電力が向上することを確認しました。6dB※単焦点モードでの焦点3における受信電力を基準とした値<動的メタサーフェスレンズについて>従来、電波の透過/反射波方向を制御する際は、同一の素子を均一に配列することでメタサーフェスを構成し、素子毎に異なる制御信号を与えることで実施していました。今回検証した動的メタサーフェスレンズでは、4種類の構造の異なる素子を適切に配置することで、全素子に同一の制御信号を与えたとしても、焦点位置を切り替えられる(今回は単焦点⇔2焦点の切り替え)ことを実証しました。制御が簡単にできることで、大きな面積のメタサーフェスレンズでも焦点を変えることを可能としました。