アップルの将来のiPhoneの5Gは、ミリ波ベースの物体検出の恩恵を受ける可能性がある

Apple のハードウェアは、mmWave 信号を使用して近くの物体が送信経路をブロックしているかどうかを判断し、異なるアンテナ構成に切り替えることで、将来的に 5G の速度をさらに高速化する可能性があります。

iPhone 12シリーズは、全機種で5Gに対応して発売されました。この通信規格に対応することで、ミリ波通信を使用し、携帯電話ネットワークで利用可能なギガビットレベルの速度を消費者に提供します。

しかし、ミリ波は5Gの中でも最も不安定な要素です。比較的脆弱な信号は携帯電話通信では比較的短距離で動作し、物体によって簡単に遮断されます。遮断される物体は、ユーザー自身の手からガラスまで様々で、場合によっては雨にさえも遮られる可能性があります。

これに対処するため、デバイスには複数のミリ波アンテナが搭載されており、外部からの妨害を受けることなく信号を受信または送信できる可能性が最大限に高められています。しかし、デバイスは最適な信号を受信するアンテナに自動的に切り替えることは可能ですが、何が問題を引き起こしているかを認識できないため、必ずしも完全に解決できるわけではありません。

特定のアンテナを介した信号の受信に関する問題が、手を置くなどの近くの障害物によるものかどうかを判断できれば、デバイスがユーザーに問題を通知し、必要に応じて修正できるようにすることが可能です。

米特許商標庁が火曜日にアップルに付与した「近接検出動作を実行するためのフェーズドアンテナアレイを備えた電子デバイス」と題する特許で、アップルは特にミリ波アンテナを使用した測距システムを作成できる可能性があることを示唆している。

そもそもデバイス全体に複数のアンテナが散在しているという特性を活かし、このシステムは水平偏波と垂直偏波の両方のアンテナ給電を備えたフェーズドアンテナアレイを使用する。また、これらのアンテナは接続された回路によって何らかのビームステアリング機能も提供する可能性がある。

このデバイスの構想は、選択された位相で1組の給電部から無線信号を送信し、同じフェーズドアレイ内の2組目の給電部を用いて信号反射を検出するというものです。位相測定回路は、アレイで受信した信号から位相測定値を収集し、送信された信号と比較することで位相差値を生成します。

この位相差値は、物体近接検知、つまり近くに何かがあるかどうかを判定するために使用できます。検出された差が、事前に定義された較正値と比較して特定の閾値を超える場合、信号に干渉する物体が近くにあることをある程度確実に認識できます。

遮蔽物の存在を検知することで、デバイスはフェーズドアンテナアレイを無効化し、異なるアレイ構成を選択することができます。逆に、遮蔽物がないと判断された場合は、システムは安全に送信電力レベルを上げることができます。

これは多くの異なる無線技術で実際に使用できる可能性がありますが、特許の適用は主に mmWave を対象としているようで、全体を通して「ミリメートル波またはセンチメートル波」の周波数が繰り返し言及されています。

この特許には、発明者としてマシュー・A・モウ、ロドニー・A・ゴメス・アングロ、ハリシュ・ラジャゴパラン、シモーネ・パウロットの4名が記載されています。この特許は2018年2月27日に出願されました。

Apple は毎週多数の特許を申請しているが、特許申請の存在は Apple の研究開発システムの関心領域を示すものではあっても、将来の製品やサービスで使用されることを保証するものではない。

現世代のiPhoneが5GとmmWaveに対応していることを考えると、Appleが機能性向上のためにこれに類似した何らかのシステムを採用する可能性が高いと思われますが、実際に採用されるかどうかは不明です。Appleは、Qualcommがアンテナとモデムに採用しているmmWave管理システムに限定されている可能性がありますが、将来的にはAppleが独自のモデム設計を進める可能性も示唆されています。

Appleの過去の特許出願には、アンテナと信号技術に関するものも含まれています。2013年には、「マイクロスロットアンテナ」の特許を取得しました。これは、デバイスの筐体を利用して、従来のアンテナの代わりに、長さ数ミリメートル、幅数マイクロメートルのアンテナを使用できるというものです。

Appleは、受信を改善するためにApple Watchのバンドにアンテナを埋め込むことや、さらにはディスプレイに埋め込むことも検討している。