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» 2014年10月06日 16時30分 UPDATE

無線通信技術 RFIC:長距離と超高速の用途で周波数帯を切り替え、デュアルバンド対応受信RFIC

三菱電機と東北大学は、比較的安価に製造できるSi-CMOS技術を用いて、マイクロ波帯とミリ波帯の受信回路を1チップに集積した、5GHz/60GHz帯デュアルバンド対応の受信RFICを開発した。

[EE Times Japan]

 三菱電機と東北大学は2014年10月、比較的安価に製造できるSi-CMOS技術を用いて、マイクロ波帯(5GHz)とミリ波帯(60GHz)の受信回路を1チップに集積した5GHz/60GHz帯デュアルバンド対応の受信RFICを開発した。長距離通信と超高速通信を切り替えて使用するなど、複数の無線規格に対応できる無線通信システム用途に向ける。

 開発した受信RFICは、スーパーヘテロダイン方式を60GHz帯受信回路に採用した。これにより、ダイレクトコンバージョン方式を用いた5GHz帯受信回路の周波数変換部と、一部回路を共有することが可能となった。この結果、1チップに集積した場合でも、チップサイズは2.9×2.2mmと小さく、回路面積を従来に比べて約30%も削減できたという。

tm_141006mitsubishi01.jpgtm_141006mitsubishi02.jpg 開発した受信RFICのチップ(左)と、その回路構成の概要 (クリックで拡大) 出典:三菱電機と東北大学

 シミュレーション技術により、開発コストの削減も図った。電磁界シミュレーションを活用することで、基板上にミリ波帯RFICを実装した時の電波経路を事前に予測し対策を施した。この結果、IC実装時の課題を容易にクリアすることが可能となり、ICの試作回数と開発コストの低減につながったという。

tm_141006mitsubishi03.jpg RFIC実装状態と電磁界シミュレーションを用い電波経路を予測して表示した画面 (クリックで拡大) 出典:三菱電機と東北大学

 この他、局部発振器の周波数を60GHzの半分にすることが可能な偶高周波ミキサに関しては、三菱電機独自の構成を採用した。分布定数線路を用いているため、ミリ波に適しているからだ。これらの工夫により、無線信号から中間周波数への変換損失を低減することに成功した。

tm_141006mitsubishi04.jpg 開発した5GHz/60GHz帯デュアルバンド対応の受信RFICの主な仕様 (クリックで拡大) 出典:三菱電機と東北大学

 今回の開発は、独立行政法人 科学技術振興機構(JST)の戦略的創造研究推進事業(CREST)「ディペンダブルVLSIシステムの基盤技術」における研究課題「ディペンダブルワイヤレスシステム・デバイスの開発」の成果である。なお、開発技術の詳細は、イタリアで開催中の国際会議「EuMW2014(European Microwave Week 2014)」(2014年10月5〜10日)において発表されている。

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