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11acで高速Wi-Fiはじめよう!

「11ac × NEC先端技術」1.7ギガbpsの性能を、コンパクトな本体に搭載するには?11ac × NEC先端技術
1.7ギガbpsの性能を、コンパクトな本体に搭載するには?

見えないところが実はスゴイ! NECだからできた先端技術

11nと比べて約11.5倍の高速通信を可能にする最新規格11ac。そのスピードを存分に引き出すためには、ルータもこれまで以上に性能アップしなければなりません。しかも、その性能を小さな本体に搭載するのは技術者泣かせの至難の技。
1.7ギガbpsの高速通信をコンパクトサイズで実現したギガWi-Fiルータ「WG2600HP2」をはじめ、11ac対応AtermにはNECの革新的な独自技術が詰め込まれているのです。

NECの先端技術『極技』

場所をとらないコンパクトサイズ

『極技』について

高速化と小型化のカギは、NEC先端のメタマテリアル応用技術

ギガ・スピードの無線LAN性能を小型サイズに搭載する。この難題を解決するヒントは、自然界にない材料を人工的に作り出せるとして世界中で研究開発が進められている「メタマテリアル」にありました。

NECでは、これまでにない構造によって電磁ノイズを効果的にカットする世界最小の「メタマテリアル」ユニットセルの実用化に成功。この先端技術を内層基板やアンテナといったルータの性能に関わる重要部に応用し、飛躍的な無線性能の向上と小型サイズを同時に実現することができました。

メタマテリアルとは

人工的な構成要素を周期的に配置することで、自然界には存在しない物性を持つ材料。誘導体や導体によって構成された小片(セル)が、電磁波の波長に比べ短い周期で多数配列した構造を持ちます。

米粒サイズの[μSRアンテナ]で装置を小型化しながら、
電波の放射効率をアップ

NECの先端技術「極技(きわみわざ)」 アンテナは小さくするほど、受信感度や放射効率などが劣化するという悩ましい問題があります。飛躍的な通信性能の向上と小型化を両立させるには、常識にとらわれないアンテナ技術が必要でした。その解決策となったのが、NECが独自に開発した[μSRアンテナ]です。

材料をそのままに構造を作り込み、新たな特性を引き出すメタマテリアルの基本をヒントに、スプリットリング共振器をアンテナ素子として応用。米粒ほどの小型サイズなのに電波を360°全方位へしっかり飛ばすことができる[μSRアンテナ] 。
Atermは、この超小型の高性能アンテナをルータで初めて採用しました。

SRとは

SR(Sprit Ring)
メタマテリアルの構成要素でもあるスプリットリング共振器(SRR)と呼ばれる円の一部を切ったC字型の素子。[μ(マイクロ)SRアンテナ]は、磁性体としての特質を持つこの素子を多層化し、そのままアンテナとして利用しています。

  • * μSRアンテナは、日本電気株式会社が特許出願中(2017年6月現在)

[測定方法]

親機のLANポートに接続したサーバパソコンから、子機のスマートフォン(2×2)暗号化無効、5GHz/VHT80の通信速度をiperf(UDPモード)で測定。(2016年9月、当社測定)

[測定環境]

  • 親機:Aterm WG2600HP2
  • 子機:Galaxy S6 edge(Android:6.0.1)
  • ○サーバパソコン
    CPU:インテル® Core™ i5 CPU M540 メモリ:3.4GB OS:Ubuntu 12.04 LTS
  • ○親機と子機の距離 約3m
  • * 周囲の電波環境や使用する親機、子機の性能や環境などにより速度が出ない場合があります。
  • * 実際の速度を保証するものではございませんので、ご注意ください。

  • * WR9500NとWG2600HP2を比較した場合、
    アンテナ数が1.2倍(5個→6個)になってもアンテナ占有面積は約88%削減。

[μEBG構造]によって、ルータ内部の電磁ノイズ遮断と小型化を実現

NECの先端技術「極技(きわみわざ)」 ルータに搭載する高密度なプリント基板の内層部では、デジタル回路から電磁ノイズが発生しやすく、無線通信回路やアンテナに侵入します。こうした回路間における電磁ノイズを抑えるのに有効なのが[μEBG構造]です。

研究を重ねたNEC独自のパターン構造により、そのサイズはわずか約2.1mm。これをノイズが発生しやすい基板内の各所に配置することで、ノイズを元から遮断できます。
しかも、コイルやコンデンサといった部品が要らずに高いアンテナ受信感度を確保できるため、本体の小型化にも貢献します。この[μEBG構造]を世界で初めて製品に適用したのがAtermです。※1

「メタマテリアル」および「μEBG」について、さらに詳しくはこちら
メタマテリアル技術のEMC応用と実用化(電子情報通信学会・論文)

EBGとは

EBG(Electromagnetic Band Gap)
一定の帯域で電磁波が通れなくなる現象のこと。NECは、メタマテリアルを応用して基板の内部でこの現象を意図的に作り出し、機器性能の妨げとなる電磁ノイズの遮断を着想。このアイデアを実用化したものが[μ(マイクロ)EBG構造]です。

  • ※ NECスペーステクノロジー株式会社が開発した人工衛星用のGPS受信機に「μEBG」が使われています。

μEBG構造について、さらに詳しくはこちら
NEC、無線通信機器の通信速度を最大で約2倍に向上させる電磁ノイズ抑制技術を開発
* NECのサイトへジャンプします

  • ※1 Atermシリーズの[μEBG構造]搭載機種が該当します。
  • * μEBG、μSRは、日本電気株式会社の登録商標です。
  • * 極技(きわみわざ)は、NECプラットフォームズ株式会社の登録商標です。