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無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託

IoT/M2M製品は近距離無線通信に適したBluetooth(BLE)、ZigBeeや、LPWA(Low Power Wide Area)に分類されるLoRaやSigfox、Wi-SUN、LTE-NB1(NB-IoT) など目的に応じて様々な通信方式が採用されています。

分類 通信方式 到達距離
(最大)
伝送速度 利用帯域
(日本)
LPWA SIGFOX 50km 約100bps 920MHz帯
LoRa 15km 約250kbps 920MHz帯
Wi-SUN 1km 約800kbps 920MHz帯
NB-IoT 20km 約100kbps LTEバンド
近距離無線 Bluetooth(BLE) 数十m 約1~3Mbps 2.4GHz
ZigBee 数十m 約250kbps 2.4GHz

 

各通信方式の位置付け

各通信方式の位置付け
(出典:総務省ホームページ

 

それらには無線通信モジュールが使われており、無線通信モジュールの要となるのがアンテナです。

Wave Technology(WTI)では、無線通信モジュール用アンテナの設計から試作評価までを受託させていただきます。

無線通信モジュールで使用されるアンテナは、コスト重視であれば、パターンアンテナを使用する場合が多く、逆F型・ミアンダ(メアンダ)型などお客様に最適なアンテナを提案させていただきます。
また、市販のチップアンテナを使用する場合でも、実装条件でアンテナ利得は、大きく変わります。実装状態でのアンテナ利得評価も対応します。

WTIの無線通信モジュール用アンテナ設計・評価受託サービスの特長は2つあります。

  1. 「デバイス開発」と「応用製品開発」分野に経験豊かなエンジニアが在籍しています。そしてデバイス開発エンジニアは通信モジュールの開発経験も有し、応用開発エンジニアは各種無線機から携帯電話などの開発経験があります。これらの経験から、各種無線規格を理解し、高周波の知見が必要なアンテナ設計・評価のサービスをご提供します。
  2. 最適な無線通信方式の選定から、設計・評価、技術基準適合認定(技適)申請まで様々なご要望に対応します。

これらの特長から、WTIでは以下のようなお客様のご要望に的確にお応えすることが可能です。

 

※アンテナの設計・評価についてのご要望例

① 無線通信機器の通信距離を改善したい
② 小さな製品スペースに収まるアンテナを設計したい
③ アンテナの評価をしたいが電波暗室が無いので評価してほしい
④ アンテナの設計がよくわからないので提案してほしい
⑤ 技術基準適合認定(技適)申請を依頼したい

 

上記以外にも、様々なご要望に対してご提案させていただきますので、「これからIoT/M2M製品を開発したいので無線通信部分の設計全般をサポートしてほしい」といった方も、お気軽にご相談ください。

 

パターンアンテナ設計例
パターンアンテナ設計例 

 

■アンテナの設計・評価受託の流れ

仕様決め お客様のご要求に基づき、通信方式(BluetoothZigBeeLoRaSigfoxWi-SUNなど)・周波数・基板仕様・ご希望サイズなどを決定します。また市販のチップアンテナを評価も対応します。
 
設計 用途に合わせたパターンアンテナを設計します。高周波用のシミュレータソフトを使用します。
 
マッチング回路
チューニング
ネットワークアナライザを用いてマッチング(整合)回路を最適化します。
 
評価 電波暗室でアンテナ放射特性を評価し、指向性を確認します。
 
納品 パターンアンテナのCADデータ、アンテナ放射特性の評価結果など、お客様のご要求に応じた成果物を納品します。

  

アンテナ放射特性の測定系
アンテナ放射特性の測定系

 

アンテナ放射特性の評価例
アンテナ放射特性の評価例

 

サイト内リンク

■参考資料
電波の周波数による分類・定義
■高周波・無線関連ブログ
「高周波」ってなんだろう?
意外と身近な無線通信
「IoT」のビッグウェーブが到来!
高周波電力増幅器とは?
高周波回路の設計 ~整合とは~
Bluetooth関連、やってますよ!
インピーダンスの持つ意味
アンテナの設計・評価・認証申請(既存開発品の解析・改善もサポート)
Sパラメータとは?
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概略コンセプトだけで設計/開発/コンサル受託|WTI(シールドルームのご紹介)
高周波の電力増幅器| 評価系紹介 |WTI(高周波電力増幅器評価系のご紹介)

 

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