W 2020 roku, Uniwersytet Teksański w Austin opublikował przełomową pracę dotyczącą technologii przełączników RF opartej o heksagonalny azotek boru (hBN). Technologia cechuje się dużą sprawnością energetyczną i zapewnia wysokie pasmo i szybkość, co sprawia, że jest idealna dla systemów 5G. Jako kontynuacja projektu, Rohde & Schwarz, producent rozwiązań pomiarowych dla komponentów radiowych, a także FormFactor, dostawca technologii pomiarowych dla półprzewodników, dostarczyli wsparcie instytucji akademickiej w celu rozwoju technologii. Pozwoliło to na wykonanie testów przełączników w częstotliwościach sub-terahercowych. Konkretnie badano pasmo D-Band (110-170 GHz) szeroko stosowane w sieciach 5G i 6G.

Przełączniki RF są stosowane we wszystkich typach transceiverów radiowych. Przykładowo, współczesne smartfony pracujące w sieciach 4G i 5G przełączają się pomiędzy trybami nadawania i odbioru. Muszą także obsługiwać różne pasma, sieci oraz technologie. Aktualnie produkowane przełączniki muszą nieustannie przełączać się pomiędzy różnymi stanami. To powoduje duży pobór mocy i wpływa na czas pracy na baterii. Najnowsza technologia opracowana przez UT Austin pobiera moc jedynie w czasie przełączania, co pozwala na osiągnięcie nawet 50-krotnie wyższej sprawności.

Profesor Deji Akinwande z Uniwersytetu Teksańskiego prowadzi zespół badawczy. „Zaprojektowaliśmy przełącznik radiowy, który ma duży potencjał na rozwój sieci 5G i nowszych. Dzięki aparaturze pomiarowej Rohde & Schwarz i FormFactor nasz zespół był w stanie przetestować technologię w paśmie D-band, które jest brane pod uwagę w kontekście przyszłych sieci 6G. Aparaturę skonfigurowano do łatwego użycia i dostarczenia wiarygodnych rezultatów pomiarów.”

Stanowisko pomiarowe

Stanowisko pomiarowe składa się z 4-portowego wektorowego analizatora sieciowego R&S ZNA43 połączonego z konwerterami R&S ZC170 rozszerzającymi pasmo częstotliwościowe. Konwertery pozwalają zmierzyć parametry S oraz zniekształcenia intermodulacyjne (IMD) pomiędzy 110 GHz a 170 GHz. Wykorzystują także osobne wejścia na częstotliwość pośrednią, a także dwa sygnały z lokalnych oscylatorów dla dwóch konwerterów. Dzięki temu porty analizatora można użyć do pomiarów sygnałów powyżej 43 GHz, bez konieczności kalibracji urządzenia. Dzięki prostemu interfejsowi graficznemu przyrząd pozwala na prostą konfigurację oraz doprowadzenie sygnałów do konwertera. Konwertery współpracują z kolei z systemem FormFactor Cascade Summit 12000. Oprogramowanie WinCal XE umożliwia łatwą kalibrację stanowiska, co pozwala osiągnąć stabilne i powtarzalne pomiary.

Dzięki współpracy z uniwersytetami i instytutami badawczymi, Rohde & Schwarz bierze udział w rozwoju najnowszych technologii 6G, aplikacji terahercowych czy technologii kwantowych. Więcej informacji o rozwiązaniach pomiarowych dla systemów radiowych i mikrofalowych znajdziesz na stronie https://www.rohde-schwarz.com/_231842.html.

Więcej informacji o rozwiązaniach pomiarowych dla systemów 6G znajdziesz na stronie https://www.rohde-schwarz.com/6g