低消費電力5Gアンテナの開発
ノートルダム大学の研究者たちは、5Gネットワーク向けの次世代アンテナの開発に取り組んでいます。この技術は、3Dプリントによる人工誘電体材料を使用し、性能を損なうことなく消費電力を削減します。このプロジェクトはJonathan Chisum氏が主導し、米国軍の支援を受けています。
消費電力を削減するための革新的な設計
現在の5Gネットワークは高い消費電力を必要とし、各基地局は数十世帯分の電力を消費します。ノートルダム大学のチームは、ミリ波での勾配屈折率インデックスレンズ（GRIN）を備えたアンテナを開発し、単一デバイスで全5G周波数帯域で動作可能にしました。この設計により、複数のアンテナや高消費電力チップの必要性を排除します。
3Dプリント材料の応用
各アンテナは、ジャイロイド型セル構造の3Dプリント誘電体材料で製造されています。これらのプロトタイプの製造は、約100時間かかる詳細な層ごとのプロセスで行われます。内部構造は、周波数を調整するための追加電子部品を必要とせずに波の伝播を最適化します。
軍事および民間セクターへの影響
このアンテナの設計は、軍事および民間分野での使用を可能にします。軍隊にとっては、広範な周波数帯域での動作が世界中のさまざまな地域での通信を容易にします。商業セクターでは、消費電力の削減とハードウェアの簡素化により、運用コストの削減とミリ波5Gネットワークの展開加速が期待されます。
産業界との協力と次のステップ
ノートルダム大学のチームは、3Dプリントによる製造プロセスを改善し、大規模生産を確立することを目指しています。この取り組みでは、Chisum氏と大学卒業生が設立したCheshir Industries、および無線周波数部品の設計・製造を専門とする3D Fortifyと協力しています。目標は、効率性、低コスト、市場での容易な導入を兼ね備えた技術の実現です。