Wi-Fiは現在最も広く使われている無線通信技術です。技術の進化に伴い、伝送速度がますます高速化した第6世代に進化しました。しかし、信号干渉の問題は依然として伝送効率に大きな影響を与えます。村田製作所が開発したWi-Fi技術と5GHzノイズフィルタの最新開発について紹介します。
5GHz周波数帯のノイズ干渉を排除し、より安定した伝送速度をWi-Fiに提供します
Wi-Fiの最初のバージョンであるIEEE 802.11は1997年に公開され、メディア アクセス制御と物理層が定義されました。物理層では、ISM周波数帯域の2.4GHzの2つの無線周波数変調モードと1つの赤外線伝送モードが定義され、総データ伝送速度は2Mbit/sに設計されました。技術の革命に伴い、第2世代の802.11bでは伝送速度が11Mbit/sに向上し、第3世代の802.11g/aでは5GHz周波数帯域が追加され、最大伝送速度が54Mbit/sに向上しました。802.11n (Wi-Fi 4) と呼ばれる第4世代では、2.4GHzまたは5GHzを使用でき、最大伝送速度はそれぞれ20 MHzチャネルと40 MHzチャネルで72 Mbpsと150 Mbpsでした。第5世代の802.11ac (Wi-Fi 5) は、2.4GHzまたは5GHzを使用でき、最大伝送速度は866.7Mbit/sです。最新の第6世代である802.11ax（Wi-Fi 6）は、2.4GHzまたは5GHz（将来的には6GHzも吸収される可能性があります）を使用でき、最大伝送速度は1000Mbit/sです。
日付のないWi-Fi規格は、より高速なデータ転送速度を示します。最新のWi-Fi 6規格では、Wi-Fi 5と比較して最大伝送速度が40%向上しています。一方、Wi-Fi 6は、より効率的なデータコーディング技術と5GHzおよび2.4GHzの速度により伝送量が向上し、現時点で最高のWi-Fi規格となっています。
以前のWi-Fi信号では、一般的に2.4GHz周波数帯域が採用されていました。しかし、電子レンジやBluetoothデバイスなど、多くの電子機器も2.4GHzの無線周波数を一般的に採用しており、2.4GHz帯域のWi-Fiに干渉し、信号にある程度影響を与えます。そのため、伝送速度が低下し、ストリーミング ビデオ伝送中にビデオとオーディオがずれたり、Webページの表示に時間がかかったりするなどの問題が発生しました。この問題を解決するために、第3世代では、干渉しない周波数帯域リソースが2.4GHzでは3つしかなかったのに対し、5GHzでは22あったため、5GHz周波数帯域を使用したWi-Fi標準が導入されました。したがって、伝送速度が速い5GHzでは、チャネル ジャムの問題が発生しにくくなるのは明らかです。
5GHzは伝送速度の面で明らかな利点がありますが、そのWi-Fiには信号の回折と反射が2.4GHZ Wi-Fiほど強くないという欠点もあります。2.4GHz低周波信号の回折および反射能力は5GHz高周波信号よりも優れているため、2.4GHz Wi-Fiは壁の貫通と信号カバレッジの面でより優れたパフォーマンスを発揮します。つまり、2.4GHz Wi-Fiの伝送距離は比較的長いため、信号の減衰が少なく、伝送速度が低下します。相対的に言えば、5GHz Wi-Fiの伝送距離はかなり短いため、信号減衰が顕著になり、伝送速度が速くなります。
5GHz周波数帯のWi-Fiを使用する特徴は、高速通信を行えることです。しかし、デバイス自体がこの帯域にノイズを持っている場合、Wi-Fiと受信電波の間に干渉が生じ、データ処理能力や伝送速度が低下します。そのため、Wi-Fi通信を妨害する5GHz周波数帯のノイズを排除できれば、データ処理能力やデータ伝送速度の向上に貢献します。
村田製作所は、Wi-Fi 5GHz帯のノイズ問題を解決するために、Wi-Fi通信周波数の中でも5GHz帯のノイズを低減する小型ノイズフィルタ「BLF03VKシリーズ」を特別に開発しました。ノイズフィルターには、インピーダンスが220オーム、定格電流が0.8Aの5GHz周波数の製品と、インピーダンスが60オーム、定格電流が1.2Aの5GHz周波数の製品の2つがあります。5GHz帯のノイズ対策効果を最大限に引き出すために、インピーダンスの周波数特性をコントロールすることができます。コンパクトサイズはわずか0.6 * 0.3mmです。
村田製作所は、2.4GHz帯に対応した「BLF02RD_GNシリーズ」をはじめ、700MHz帯に対応した「BLF03JD_GNシリーズ」「BLF02GD_GNシリーズ」など、対象周波数帯域を確定し、この帯域に強いノイズフィルタの商品化を確約しました。このたび、5GHz帯に対応したノイズフィルタ「BLF03VKシリーズ」を製品化することで、Wi-Fi接続環境下におけるスマートフォン等の通信感度がさらに向上します。
無線通信を同時に使用する機器が増えると、ノイズ漏れが他の回路に影響を及ぼすため、電源回路のノイズ対策がますます重要になってきます。BLF03VKを電源回路やRF回路に供給するPA周辺回路として使用することで、5G/Wi-Fiの受信感度を向上できます。
BLFシリーズは、ノイズ周波数においてほぼ抵抗器として機能するように設計されており、共振の可能性を大幅に低減し、信号波形の歪みを防ぎます。アース接続が不要で、外部電極のニッケルバリア構造によりはんだ耐熱性に優れているため、安定したアースラインのない回路でも効果的に動作できます。 BLF03VKシリーズは5GHzの高周波域で高インピーダンス仕様となっており、5GHzまでのノイズ耐性測定に使用できます。村田製作所が提供する5GHz帯のノイズフィルタ「BLF03VK」は、優れた性能を有しており、5GHzのノイズ問題を解決する最適なソリューションとなります。
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