通向6G的钥匙：宾大工程师开启下一代无线通信的大门

通向6G的钥匙：宾大工程师开启下一代无线通信的大门 宾夕法尼亚大学的工程师们利用钇铁石榴石（YIG）开发出一种可调滤波器，解决了过去 GPS 信号干扰的问题，并支持未来的高频段通信。这种滤波器结构紧凑、功耗低，为新兴无线技术提供了可扩展的解决方案。资料来源：Troy Olsson、Xingyu Du宾夕法尼亚大学工程学院电气与系统工程（ESE）副教授、《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上一篇介绍该滤波器的新论文的资深作者特洛伊-奥尔森（Troy Olsson）说："我希望它能实现下一代无线通信。"电磁频谱本身是现代世界最宝贵的资源之一；只有极小部分频谱适合用于无线通信，其中大部分是无线电波，占整个频谱的不到十亿分之一。联邦通信委员会（FCC）对这部分频谱的频段进行了严格控制，直到最近才将频率范围 3（FR3）频段（包括约 7 千兆赫至 24 千兆赫的频率）用于商业用途。(1赫兹相当于电磁波每秒经过一个点时的一次振荡；1千兆赫兹或吉赫兹相当于每秒经过十亿次这样的振荡）。迄今为止，无线通信大多使用较低的频段。奥尔森说："现在，我们的工作频段为 600 MHz 至 6 GHz。这就是 5G、4G 和 3G。无线设备针对不同频率使用不同的滤波器，因此覆盖所有频率或频段需要大量滤波器，占用大量空间。(典型的智能手机包括多达 100 多个滤波器，以确保不同频段的信号不会相互干扰）。中间的新型滤光片比后面的老式 YIG 滤光片小得多。图片来源：Troy Olsson、Xingyu DuOlsson说："FR3频段最有可能用于6G或Next G，目前，小型滤波器和低损耗开关技术在这些频段的性能非常有限。拥有一个可在这些频段进行调谐的滤波器，就意味着不必在手机中再安装100多个滤波器和许多不同的开关。像我们创建的这种滤波器是使用 FR3 频段的最可行途径。"使用更高频率波段带来的一个复杂问题是，许多频率已被保留给卫星使用。埃隆-马斯克的"星链"（Starlink）就在这些频段工作，奥尔森指出。"军方已经被挤出了许多较低的频段。但他们不会放弃位于这些频段的雷达频率，也不会放弃他们的卫星通信。"因此，Olsson 的实验室与 ESE 教授 Alfred Fitler Moore Mark Allen 和 ESE 副教授 Firooz Aflatouni 以及他们各自的研究小组合作，设计出了可调滤波器，这样工程师就可以用它来选择性地过滤不同的频率，而不必采用单独的滤波器。可调谐性将变得非常重要，因为在这些较高的频率上，可能并不总是有一块专门用于商业用途的频谱。创新材料和可调节技术这种滤波器之所以可以调节，是因为它采用了一种独特的材料"钇铁石榴石"（YIG），这是一种稀土金属钇与铁和氧的混合物。YIG 的特别之处在于它能传播磁自旋波，这是电子以同步方式旋转时在磁性材料中产生的波的类型。当暴露在磁场中时，YIG 产生的磁自旋波会改变频率。通过调节磁场，YIG 滤波器在极宽的频带内实现了连续的频率调节。因此，新的滤波器可以调整到 3.4 GHz 到 11.1 GHz 之间的任何频率，涵盖了 FCC 在 FR3 频段开辟的大部分新领域。Xingyu Du说："我们希望证明，单个可适配滤波器就足以满足所有频段的要求。"除了可调谐外，新型滤波器还非常小巧，大小与四分之一硬币差不多，与前几代 YIG 滤波器形成鲜明对比，前几代滤波器就像一大包索引卡。这种新型滤波器之所以如此小巧，从而有可能在未来被安装到手机中，原因之一是它只需要很少的电能。Du说："我们率先设计了一种零静态功率磁偏置电路，"他指的是一种除了偶尔重新调整磁场的脉冲外，无需任何能量就能产生磁场的电路。虽然 YIG 早在 20 世纪 50 年代就被发现，而且 YIG 滤波器也已经存在了几十年，但将新型电路与辛格纳米技术中心微加工的极薄 YIG 薄膜相结合，大大降低了新型滤波器的功耗和尺寸。新研发的的滤波器比目前的商用 YIG 滤波器小 10 倍。编译自//scitechdaily ... PC版： 手机版：

未来太赫兹技术的意外之钥：气凝胶

未来太赫兹技术的意外之钥：气凝胶 气凝胶是用水溶液制造的，不需要复杂的制造程序，因此很有希望以低成本实现大规模可持续生产。太赫兹波段的波长介于电磁波谱中的微波和红外线之间。它的频率非常高。因此，许多研究人员认为，太赫兹波段在太空探索、安全技术和通信系统等方面具有巨大的应用潜力。在医学成像方面，太赫兹还可以替代 X 射线检查，因为太赫兹波可以穿过大多数非导电材料，而不会损坏任何组织。气凝胶可通过简单的化学修饰获得高疏水性。资料来源：Thor Balkhed然而，在太赫兹信号得到广泛应用之前，还有一些技术障碍需要克服。例如，难以有效地产生太赫兹辐射，需要能够接收和调节太赫兹波传输的材料。太赫兹波调制技术取得突破林雪平大学（Linköping University）的研究人员现已开发出一种材料，其对太赫兹信号的吸收可通过氧化还原反应开启或关闭。这种材料是一种气凝胶，是世界上最轻的固体材料之一。"它就像是太赫兹光的可调滤波器。在一种状态下，电磁信号不会被吸收，而在另一种状态下，则可以被吸收。"林雪平大学有机电子实验室（LOE）的博士后陈尚志说："这种特性对于来自太空的远距离信号或雷达信号非常有用。"有机电子学实验室研究员林雪平的研究人员使用导电聚合物 PEDOT:PSS 和纤维素来制造气凝胶。他们在设计气凝胶时还考虑到了户外应用。它既能防水（疏水），又能通过阳光加热自然解冻。与其他用于制造可调材料的材料相比，导电聚合物具有许多优势。除其他优点外，导电聚合物还具有生物相容性、耐用性和极强的可调谐性。可调谐性来自于改变材料中电荷密度的能力。与其他类似材料相比，纤维素的最大优点是生产成本相对较低，而且是一种可再生材料，这对于可持续应用至关重要。LOE 博士后匡朝阳说："太赫兹波在较宽频率范围内的传输可在约 13 % 到 91 % 之间调节，这是一个非常大的调制范围。" ... PC版： 手机版：

新技术实现太赫兹波“绕障”传输 或将彻底改变未来无线通信

新技术实现太赫兹波“绕障”传输 或将彻底改变未来无线通信 大多数用户可能使用Wi-Fi基站，让整个房间充满无线信号。无论用户移动到哪里，他们都能保持连接。但在更高频率下，信号将是定向光束。如果用户四处移动，该光束必须跟随才能保持连接。一旦移到光束之外或有物体阻挡，用户就不会收到任何信号。研究人员通过创建太赫兹信号来规避这个问题。该信号可沿着障碍物周围的弯曲轨迹行进，而不是被障碍物阻挡。研究团队引入了自加速梁的概念。这些光束是电磁波的特殊配置，当它们穿过空间时会自然地向一侧弯曲。团队设计了发射器，以便系统操纵电磁波的强度和时间。凭借这种操纵光的能力，研究人员可使波更有效地协同工作，以便在固体物体阻挡部分光束时维持信号。光束沿着发射器中的模式重新排列数据来适应阻挡。当一种模式被阻止时，数据传输将切换到下一种模式，从而保持信号链路完好无损。通过使用这些弯曲光束，研究人员希望未来能使无线网络更加可靠，即使在拥挤或有阻碍的环境中也是如此。未来在办公室或城市等经常出现物理障碍的地方，将可实现更快、更稳定的互联网连接。 ... PC版： 手机版：

我国通信领域传来捷报：以通信与智能融合为标志的 6G 关键技术迎来新突破，4G、5G 通信链路有望具备 6G 的传输能力。

我国通信领域传来捷报：以通信与智能融合为标志的 6G 关键技术迎来新突破，4G、5G 通信链路有望具备 6G 的传输能力。 我国率先搭建了国际首个通信与智能融合的 6G 外场试验网，实现了 6G 主要场景下通信性能的全面提升。中国通信学会 10 日在京举办的 “信息论：经典与现代” 学术研讨会上，一项新成果的发布吸引了业界目光。（新华社）

日本成功开发全球首款 6G 设备，速度是 5G 的 20 倍

日本成功开发全球首款 6G 设备，速度是 5G 的 20 倍 然而，6G 预计将使用介于 100 GHz 和 300 GHz 之间的更高频率「次太赫兹」波段。与现有 5G 系统使用的 28 GHz 和其他毫米波段相比，次太赫兹波段的频率要高得多，所以必须从头开发全新的无线设备。

6G 技术又有突破 产业链公司抢抓机遇

6G 技术又有突破 产业链公司抢抓机遇 通信领域传来捷报，以通信与智能融合为标志的 6G 关键技术迎来新突破，我国搭建了国际首个通信与智能融合的 6G 外场试验网。而据记者了解，众多产业链上市公司也正加大技术研发投入，抢占 6G 发展新机遇。通信设备龙头中兴通讯就表示，公司已启动 6G 关键技术研究，多项 6G 潜在候选技术已成功完成 IMT-2030（6G）推进组的原型验证测试。同时，从关键技术上看，6G 和 5G 之间存在很强的继承关系，6G 将是 5G 和 5G-A 持续平滑演进的技术，因此公司长期以来在 5G 和 5G-A 上形成的技术优势很大程度上可延续到 6G。零部件厂商则聚焦于场景，力图在细分赛道上探索 6G 技术的研发和应用。国博电子表示，公司的 GaN 射频模块产品主要应用于 4G、5G 基站设备中，并积极布局 6G 移动通信应用。公司也成为全球范围内具备 GaN 射频模块批量供货能力的极少数企业之一。高凌信息也表示，公司目前已开展 5G/6G 和天地一体化通信相关技术与产品研发，相关产品技术不仅可用于通信领域，也可应用于低空经济、无人机、星网、调度等场景。（上海证券报）