研究人员开发一个微电子代替大规模磁性元件和打开通往更高效的通信和雷达系统能力gydF4y2Ba

自1958年集成电路的出现,同年成立了高级研究计划局,工程师们一直在干扰越来越微电子集成到芯片房地产越来越少。现在已经成为常规包装数以十亿计的晶体管芯片上,指甲的大小。gydF4y2Ba

DARPA (D防御在1972年首次添加)扮演了关键的角色在这个不断小型化的奇迹,引起新的有时革命军事和民事能力等众多领域的交流、情报收集和光学信息处理。‎现在一个由darpa资助的团队已经大幅缩小高度专业化的电子元器件称为串联员第一次整合成标准的硅基电路。壮举可能导致无线射频(RF)容量翻倍communications-meaning更快网络搜索和下载,还是小的发展,更便宜,更容易升级为雷达、天线阵列信号情报和其他应用程序。gydF4y2Ba

在商业工作,资助在美国国防部高级研究计划局数组时间表(ACT)项目,是由哥伦比亚大学电气工程师培训Krishnaswamy法Reiskarimian和描述的4月15日,2016年出版的《自然》杂志上的通信。gydF4y2Ba

射频信号的串联员定义的特点是,在形式的电子波电路,旅行只有在正向与反向传播波的物理电路的禁止。这就是你需要减少芯片上的干扰,信号分离。大多数材料不能扮演好这个角色,因为射频交通可以通过他们流两方面;这些材料展览工程师所说的互惠行为。非交互的组件(比如新循环器,另一方面,像单向的射频信号的高速公路。传统上,且依赖于外部,ferrite-based磁铁迫使射频信号通过下游电路变成一个单向的过程。这些磁铁、铁氧体材料呈现的串联员笨重,昂贵的,和不兼容的主力微电路技术,被业内人士称为CMOS,代表互补金属氧化物半导体。所以它很难使小型化CMOS集成电路的串联员。gydF4y2Ba

哥伦比亚大学的研究人员在这个障碍小型化想出一个开创性的设计,无需笨重的铁氧体磁铁。他们的设计实现单向射频流和一系列的电容器配合极小的精确的时钟,电子模拟direction-dictating磁“扭曲”,在传统铁氧体串联员由外部磁场对射频信号。,新颖的设计使可能的前所未有的微电子组合:一个接收机连接到“入站”(或港口)的新循环器结构;发射机连接到另一个相同的循环器的端口;天线由这两个微型设备共享,本身耦合循环器通过第三个端口坐落在另两个之间。自从射频传播是一种循环器(非互惠性的),发送和接收信号平稳遍历各自的路径不混。gydF4y2Ba

干净的种族隔离的接收和传输信号打开一个强大的新功能。在大多数双向射频系统中,发射和接受在给定频率必须错开时间开关过程,通信速度放缓。的方式在这个瓶颈已经在两个不同的频率发送和接收,这需要两倍的光谱:有限的资源。相比之下,新pinky-nail-sized循环器打开车门在全双工通信和雷达系统的操作模式,发射和接收在同一频率同时用一个共享天线。gydF4y2Ba

“这新的循环器组件可以实现全双工系统,让你说话和听,”威廉Chappell说,美国国防部高级研究计划局微系统技术办公室主任。在雷达应用程序中,此功能可能结束短暂但致命的盲目的时刻自系统不会有单独的传输和接收模式之间切换。频率需要减半,Krishnaswamy说,“全双工通信有可能双网络容量”的声音,数据,和其他形式的信息。在强大的雷达和其它射频系统需要大数组的发射器和接收器,他继续说道,“紧凑、高效、高性能的循环器”使射频工程师更容易使他们的系统小。最后,指出Chappell,新的串联员CMOS-compatibility特性是至关重要的,因为它应该易于集成到现有的芯片的方法,可能使所有实验室的区别成就,呆在实验室和一个转换大量的射频技术。gydF4y2Ba