Enstaka chip 25 GHz mmWave-cirkulator fungerar utan magneter

Den använder en icke-ömsesidig struktur - en vars fysiska egenskaper skiljer sig beroende på flödesriktningen.

I det här fallet, sett som det raka avsnittet i den dubbla ringcirkulatoren i diagrammet, är det ett par överföringsledningar som antingen är direktanslutna eller tvärförbundna med omkopplare i ändarna.

Om sektionens längd är precis rätt och omkopplarna i ena änden är 90 ° ur fas med den andra, kan signalerna färdas i en riktning, men ömsesidigt avbryta i den andra riktningen.

"Metoden möjliggör förlustfritt, kompakt och extremt bredbands icke-ömsesidigt beteende, teoretiskt från DC till dagsljus, som kan användas för att bygga ett brett spektrum av icke-ömsesidiga komponenter som isolatorer, gyratorer och cirkulatorer," sade Universitet.

Forskare föreslår det som en cirkulationspump med tre portar (se diagram) för att ansluta sändar- och mottagarförstärkare till samma antenn, kanske i 5G-system.

Kretsen (se översta bilden) är byggd på en 45nm SOI CMOS-process.

Cirkulatorer

"Det viktigaste framsteget med detta nya tillvägagångssätt är att det gör att cirkulationspumpar kan byggas i konventionella halvledarmarker och fungera vid millimetervågfrekvenser, vilket möjliggör trådlös full-duplex eller tvåvägs", säger Columbia. ”Nästan alla elektroniska enheter fungerar för närvarande i halv-duplexläge under 6 GHz, och följaktligen tar vi snabbt slut på bandbredd. Full-duplexkommunikation, där en sändare och en mottagare av en sändtagare arbetar samtidigt på samma frekvenskanal, möjliggör en fördubbling av datakapaciteten inom befintlig bandbredd. Att gå till de högre mm-vågfrekvenserna, 30 GHz och högre, öppnar upp ny bandbredd som för närvarande inte används. ”

Verket publiceras som ”Synkroniserad konduktivitetsmodulering för att realisera bredbandsförlustfri magnetfri icke-ömsesidighet' i Naturkommunikation.

Se videon nedan: