スマホで8K映像が瞬時に受け取れる小型受信機：300GHz帯で数十Gbpsの高速通信（1/2 ページ）

富士通/富士通研究所は2015年9月8日、数十Gbps級の高速無線通信を実現する300GHz帯小型受信機を開発したと発表した。

[竹本達哉，EE Times Japan]

　大容量の8K映像も瞬時に伝送できる通信速度数十Gbpsの超高速テラヘルツ帯無線通信を実現する小型受信機が開発された。受信機のサイズは0.75cm³で、スマートフォンにも搭載できる。

　小型テラヘルツ帯無線受信機を開発したのは富士通/富士通研究所で、2015年9月8日に発表した。

通信速度100倍に

　受信機が対応した周波数帯は300GHz帯。100GHzを超えるテラヘルツ帯に相当する。テラヘルツ帯は、現行の携帯電話機が使用する0.8〜2.0GHzよりも電波を使用できる周波数の幅が100倍以上広いため、通信速度も100倍に高められる。

テラヘルツ帯高感度受信機の利用イメージ 出典：富士通/富士通研究所

激しい減衰のため、高感度必須

　テラヘルツ帯の電波は、空間に伝搬していくと強度が著しく減衰する特性がある。テラヘルツ帯を用いた無線通信を行うためには、感度の高い受信機が必要になる。

　テラヘルツ帯に対応した受信機は既に開発されているが、高感度を実現するために受信増幅チップを実装したモジュールと外部アンテナの個別構成になるなど、スマートフォンなど携帯電話機に搭載できるサイズでの実現は難しかった。

　既に受信増幅チップを開発している富士通/富士通研は今回、同チップとテラヘルツ帯アンテナを低損失で接続する技術を開発し、受信機の小型化を図った。

低損失の石英ではなく、あえてポリイミド

　アンテナと受信増幅チップの接続には、高周波基板として一般的な石英などよりも、損失が大きいポリイミドを使ったプリント基板を採用した。

テラヘルツ帯高感度受信機の内部構造 出典：富士通/富士通研究所

　接続基板は、表面と裏面には電圧の基準面（グラウンド）を形成し、表裏のグラウンドを貫通ビアで接続する。この時、貫通ビアの間隔は、波長の10分の1以下に抑えなければ、電波をうまく扱えないという制約がある。波長の短いテラヘルツ帯であれば、数十μm以下の間隔で配置しなければならない。ポリイミドは、石英よりも損失が10％ほど大きいが、加工精度は4倍以上高い。数十μm以下の狭い間隔で貫通ビアを高精度に形成できることから、結果として、石英基板上の接続配線と比べ「損失を半減できた」（両社）という。