這款「懸停」高增益毫米波天線陣列,將解決5G毫米波通信的收發問題
毫米波波束可能是下一代寬頻基礎設施,是城市環境中蜂窩通信的關鍵。
近日,俄亥俄州立大學電子科學實驗室(ESL)的研究人員正在設計「懸停」高增益毫米波天線陣列,以提升無線信號,減輕擁擠的電磁頻譜。
隨著互連設備對高帶寬需求的增長,低頻率和高利用頻率的帶寬越來越難以滿足這一需求,而毫米波(30-300 GHz)可以為未來高帶寬、高速數據傳輸提供「連續帶寬」。
對此,負責項目的電氣和計算機工程助理教授Nima Ghalichechian表示:「如今,我們使用手機進行各種無線通信來進行語音和視頻傳輸,每年我們都需要更多的信號來發送和接收比上一年更多的數據。」
毫米波的概念伴隨著5G的提出也被大家廣泛熟知,與成本高的光纖布線相比,空中的毫米波波束可能是下一代寬頻基礎設施,也是城市環境中的蜂窩通信的關鍵。而這也成為該研究團隊的設計初衷。
對此,Ghalichechian解釋道:「我們正試圖將頻率提高50倍以上,使我們獲得50倍的帶寬,所以,我們就需要製造出發送和接收設備,以確保其能夠在極高的頻率下傳輸和接收數據。」
於是,研究團隊利用了微機電系統(MEMS)和3D列印技術,製造該懸掛式高增益毫米波天線陣列。
Ghalichechian指出,與傳統硅襯底的天線不同,這種天線是由小型支柱支撐的隔膜組成,值得注意的是,它是浮動的,這個想法是將天線與有損基板之間進行物理隔離,但這也就導致了一定程度的信號削弱問題。
為了解決天線設計中這一確定的限制問題,研究團隊打算開發出輻射效率大於85%的硅集成電路掃描陣列。此外,研究生研究助理Jiantong Li和Kyoung Ho Jeong正在利用3D列印技術將鏡頭組件連接到天線,以建立一種透鏡結構,使其聚焦和放大由懸掛天線陣列產生的信號。
這一天線應用極為廣泛,除了應用到毫米波之外,它還適用於短距離通信鏈路、衛星通信、雷達、遙感、安全和醫學成像等領域。
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