ティム･ギャグノン著
事業開発マネージャー – 自動車および商用車
5G機能の登場により、消費者と業界の通信能力は、これまで想像されていた限界を超えるほど変化しつつあります。ほとんどの設計エンジニアは、5Gの広範な展開と統合には、必要なネットワークの速度・強度・信頼性を実現するための特殊なコンポーネントが必要であることを理解しています。モレックスのようなサプライヤーは、何十年もの間、アンテナやマイクロコネクターの設計を行ってきましたが、5Gアプリケーションにおけるコンポーネントの最適化のために、設計・テスト・製造のアプローチを転換する必要がありました。
5Gコンポーネントは現在、30GHz超のミリ波（mmWave）周波数をサポートする必要があり、レガシーネットワークの6GHz未満の周波数から大幅に増加しています。この変化により、非常に感度の高いマイクロコネクターやアンテナが必要となります。5Gコンポーネントのほとんどは、コンマ1ミリのサイズでもパフォーマンスに劇的な変化をもたらす可能性があるため、最初に高度なシミュレーションを行って開発する必要があります。さらに、大気損失や潜在的な放射線放出のレベルがはるかに高いため、慎重な検査が必要です。
モレックスの設計および製造プロセスは、5Gアプリケーションに対応するための高度なシミュレーションおよびテスト機能を含むように進化しています。最先端の5Gコンポーネントの開発には、堅牢な試験システム、合理化された設計プロセス、長年の専門知識、社内協力体制の組み合わせが必要です。
テストインフラへの投資
5Gコンポーネントの製造に携わる企業は、ビーム形成、放射エミッション、高利得アンテナ、低損失・高周波コネクターなどの能力を測定する、最先端の検査機器を必要としています。さまざまなテストチャンバーがありますが、ミリ波試験システムには、5Gアプリケーションに存在する広範な周波数と放射出力のわずかな変化を評価するための超高精度ポジショナーが必要です。複数のテストチャンバーを必要としないよう、チャンバーはフルスペクトラムであることが理想的です。
ミリ波試験システムは、低損失で高精度の試験部品が必要なため、低周波試験システムよりもはるかに高価です。古いテストチャンバーは、ケーブルシステムが大きすぎて、ミリ波試験によるパスロスやエネルギーロスを悪化させています。ベクトルネットワーク アナライザーの更新は、ミリ波の高い周波数で測定するための絶対条件です。
社内にミリ波テスト能力を持たないメーカーは、外部の試験施設に頼ることがよくあります。しかし、5Gコンポーネントの設計プロセスは反復的であることが多く、テスト結果に基づいて何度も再構成する必要があります。社内テストシステムを使用することで、よりシームレスで効率的な設計プロセスが実現します。
必要とする新たな設計プロセス
ミリ波技術がアンテナに要求されるようになる以前は、メーカーはベンチでデバイスのモックアップを使ってアンテナを開発したり、手作業でアンテナをデバイスに組み込む初期の試作品を使用したりしていました。しかし、より高い周波数が要求される場合、サイズは非常に小さく、寸法は非常に重要であるため、アンテナの最初のバージョンはシミュレーションによって設計され、そのモデルから直接試作されなければなりません。また、モノポールやダイポールアンテナからアレイアンテナへの移行は、より高い利得レベルを達成するために必要ですが、どのように設計し、機器に組み込むかを考えることは困難です。
メーカーは、5Gコンポーネントの新しい設計とテストプロセスに適応するために、急速に学習する必要がありました。設計者は現在、シミュレーターでコンポーネントのモデルを構築し、ソフトウェアでロジスティクスと動作テストを実行しています。これらの作業が完了したら、サンプルを製造し、試験システムを通してシミュレーターのパフォーマンスを検証します。社内にテストシステムを持つことで、設計者は試験施設からの結果を待つことなく、シミュレーターで素早く設計を修正し、再試行することができます。
テストの専門知識が不可欠
設計プロセスの再構築や社内テストシステムの獲得は、ほんの始まりにすぎません。5G試験機能を合理化し、最大化するには、時間と既存の専門知識が必要です。これは、モレックスのような早期採用企業が長年にわたって重点的に取り組んできたことです。ミリ波コンポーネントのテストプロセスは繊細で、テストの設定には細心の注意が必要です。すべてのコネクターは適切なトルクで締められなければならず、すべてが適切に設定されていることを確認するために精密工具が必要です。モレックスのような経験豊富なテストオペレーターは、テストにレーザーポジショニングを使用するなど、精度を高めるための具体的な方法を決定しています。
5G対応マイクロコネクターの設計とテストは、メーカーにとって独自の課題をもたらします。要求される5Gコネクターソリューションは非常に複雑で、5Gと旧来のLTEネットワーク技術の両方で動作するため、より多くのテスト仕様を満たす必要があります。コネクターは、さまざまな条件下で使用されるため、放射線放出の可能性があります。これは、システム内で設計され、テストされなければなりません。
専門家チームを擁するメーカーは、コネクターとアンテナが5Gの条件下で一緒に機能するように設計・テストされる方法を強化するために、これらのグループが協力することがよくあります。5Gに参加する多くの企業（モバイル機器のOEMやインテグレーターなど）は、戦略的提携先に対して、調和して機能するアンテナや相互接続を設計する能力を求めています。
モレックスとお客様のコラボレーション
モレックスは、数十年にわたってアンテナとマイクロコネクターを設計してきましたが、設計・テスト・製造のアプローチを転換して、これらのコンポーネントを5Gアプリケーションに最適化してきました。モレックスは、ミリ波テストテクノロジーに早くから投資しており、5Gテスト・設計能力における長年のリーダーとなっています。他社がまだ外部の試験施設に頼っている間に、モレックスはテストプロセスを合理化し、新たな設計を社内で反復することで利益を得ていました。モレックスのエンジニアは、5Gコンポーネントの設計およびテストプロセスに適応し、比類のない社内専門知識をお客様に提供しています。
モレックスの5G機能は、マイクロコネクターチームとアンテナチームのコラボレーションによってさらに強化されています。この2つの専門センターは、お客様のソリューションが5G環境でシームレスに動作するように緊密に連携しています。マイクロコネクターおよびアンテナの設計、テスト、イノベーションのための5Gテストテクノロジーについては、モレックスまでお問い合わせください。