金属や水の上でも特性が下がらない小型アンテナ、工場見える化の課題を解決へ – @IT MONOist

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京セラは、「CEATEC JAPAN 2018」において、金属や水の上でも特性が低下しない小型アンテナ「Amcenna(アムセナ)」を披露する。Amcennaを組み込んだ無線振動センサーモジュールも開発中であり、自社工場や顧客による実証試験の後、早ければ2019年内にも事業化したい考え。なおAmcennaは「CEATEC AWARD 2018」の総務大臣賞を受賞している。




「Amcenna」の技術概要
「Amcenna」の技術概要(クリックで拡大) 出典:京セラ

 京セラは、「CEATEC JAPAN 2018」(2018年10月16〜19日、幕張メッセ)において、金属や水の上でも特性が低下しない小型アンテナ「Amcenna(アムセナ)」を披露する。Amcennaを組み込んだ無線振動センサーモジュールも開発中であり、自社工場や顧客の評価を経た後、早ければ2019年内にも事業化したい考え。なおAmcennaは「CEATEC AWARD 2018」の総務大臣賞を受賞している。

 Amcennaは、独自構造の小型人工磁気壁(AMC:Artificial Magnetic Conductor)にアンテナ機能を持たせた小型アンテナである。AMCに必要な無限に近い周期構造を仮想的に作り出し、AMC自体にアンテナ機能を発現させることにより、大幅な小型と薄型化を実現したとする。2.4GHz帯に対応する小型アンテナの場合の外形寸法は縦7.0×横13.6×高さ1.9mmで、500円玉サイズのセンサーモジュールに搭載することができる。

「Amcenna」を搭載する無線振動センサーモジュール一般的なチップアンテナを搭載する無線振動センサーモジュール
「Amcenna」を搭載する無線振動センサーモジュール(左)。緑色のデバイスがAmcennaになる。比較のために一般的なチップアンテナを搭載する無線振動センサーモジュールも展示した(右)(クリックで拡大)

 最大の特徴は金属や水の近くでもアンテナ特性が低下しないことだ。工場内でのIoT(モノのインターネット)を活用した見える化では、機械設備本体や配管、モーターハウジングなどの金属物に無線センサーモジュールを装着して、その振動を直接モニタリングしたいという需要がある。現在は、樹脂板などを使って無線振動センサーモジュールを装着しているが、正確に振動をモニタリングできないこともある。Amcennaを組み込んだ無線振動センサーモジュールを用いればこの課題を解決できる。また、自動車ボディーなどの金属部分やウェアラブル機器への小型アンテナ設置などにも活用できる。

 展示では、工場を模擬したベルトコンベヤーを動かすモーターのハウジングに無線振動センサーモジュールを直接貼り付けて、タブレット端末を用いて異常を示す振動などを検知できていることを示した。

工場を模擬したベルトコンベヤーの振動を検知し、タブレット端末に表示するデモンストレーション
工場を模擬したベルトコンベヤーの振動を検知し、タブレット端末に表示するデモンストレーション。赤丸で示した箇所に無線振動センサーモジュールを貼り付けている(クリックで拡大)

 またAmcennaは、金属や水の近くでもアンテナ特性が低下しないだけでなく、同サイズの他アンテナと比べて高利得であり、アンテナ間での相関が低いことも特徴になっている。この低相関を示す展示として、一般的にアンテナ間距離を広くとる必要があるMIMO技術において、Amcennaは近接させてもMIMO性能を発揮できることを示すデモンストレーションも披露した。

「Amcenna」の低相関を示す展示
「Amcenna」の低相関を示す展示。箱の中の左側にあるのがAmcennaで、右側が一般的なロッドアンテナ。それぞれ2個のアンテナを近接させると、AmcennaがMIMO技術に必要なアイソレーションを確保できているのに対して、一般的なアンテナは確保できていないことが右側のディスプレイに表示されている(クリックで拡大)


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