3D反射器芯片技术推动6G通信发展
一项新的研究发现,在微芯片上使用3D反射器堆栈可以使无线链路的数据速率提高3倍,从而加快6G通信的发展。
目前大多数无线通信技术(如5G手机)的工作频率都低于6GHz,为了获得更高的数据速率,研究人员正在努力开发使用20GHz以上频率的6G通信,其数据速率是5G的100倍。然而,在6G预期的更高频率下,传输也会因环境而遭受更大的衰减和损失。因此,大多数5G和6G技术都使用天线阵列,必须精确控制信号可能遇到的任何延迟。然而,涉及向信号添加必要延迟的组件也会带来自身的问题。
最常见的延迟元件是移相器。相移会使信号模糊,极大地限制无线网络的数据速率;而真正的延时元件可以在大带宽上相等地延迟所有频率,避免模糊问题。但这些元件的物理尺寸也更大,通常大小为1到2平方毫米,只有少数这样的电路组件可以集成到芯片上,这再次限制了信道容量。为此,纽约州伊萨卡康奈尔大学的研究团队经开发出一种将真正的延时元件小型化的方法。这种新的微波元件只有0.16平方毫米,比移相器还小,但它也可以像一个真正的延时元件一样在14GHz的带宽上工作。
研究团队使用3D螺旋反射器实现了这些成果。信号在这些三维垂直堆栈中缠绕的方式会导致延迟。同时,设计的3D特性有助于将组件更紧密地组装在一起,从而节省空间。
总的来说,研究人员估计,在8GHz带宽内运行的新设备阵列可以实现每秒超过33GB的数据速率。他们指出,这是移相器的三倍,比真正的延时元件多40%。同时还补充道,这一策略也可能扩展到光学和声学领域。