«Эта технология могла коренным образом изменить область телекоммуникаций», говорит Кришнэсвами, директор по Быстродействующей Колумбии и Mm-wave IC (КОСМИЧЕСКАЯ) Лаборатория. «Наш шарлатан первый, чтобы быть помещенным на кремниевый чип, и мы получаем буквально порядки величины лучшая работа, чем предшествующая работа. Полно-двойные коммуникации, где передатчик и приемник работают в то же время и на той же самой частоте, стали критической областью исследования, и теперь мы показали, что способность WiFi может быть удвоена на наноразмерном кремниевом чипе с единственной антенной. Это имеет огромные последствия для устройств как смартфоны и планшеты».Группа Кришнэсвами работала над кремниевым радио-жареным картофелем для полных двойных коммуникаций в течение нескольких лет и стала особенно интересующейся ролью шарлатана, компонент, который позволяет коммуникации полного дуплекса, где передатчик и приемник разделяют ту же самую антенну.
Чтобы сделать это, шарлатан должен «сломать» Взаимность Лоренца, фундаментальные физические характеристики большинства электронных структур, которые требуют путешествия электромагнитных волн таким же образом в передовых и обратных направлениях.«Взаимные схемы и системы довольно строги, потому что Вы не можете управлять сигналом свободно», говорит студент доктора философии Негэр Рейскэримиэн, который развивал шарлатана и является ведущим автором Коммуникационной статьи Природы. «Мы хотели создать простой и эффективный путь, используя обычные материалы, сломать Взаимность Лоренца и построить недорогого наноразмерного шарлатана, который будет соответствовать на чипе. Это могло открыть дверь во все виды захватывающих новых заявлений».
Традиционный способ сломать Взаимность Лоренца и построить радиочастотных шарлатанов состоял в том, чтобы использовать магнитные материалы, такие как ferrites, которые теряют взаимность, когда внешнее магнитное поле применено. Но эти материалы не совместимы с технологией кремниевого чипа, и ферритовые шарлатаны большие и дорогие. Krishnaswamy и его команда смогли проектировать высоко миниатюризированного шарлатана, который использует выключатели, чтобы вращать сигнал через ряд конденсаторов, чтобы подражать невзаимному «повороту» сигнала, который замечен в ферритовых материалах.
Кроме шарлатана, они также построили прототип своей системы полного дуплекса – кремниевый IC, который включал и их шарлатана и отменяющего эхо получателя – и продемонстрировал его способность в IEEE 2016 Международная твердотельная Конференция по Схемам это в прошлом феврале.«У способности поместить шарлатана на тот же самый чип как остальная часть радио есть потенциал, чтобы значительно уменьшить размер системы, увеличить ее работу и ввести новые функциональности, очень важные для всего дуплекса», говорит студент доктора философии Цзинь Чжоу, который объединил шарлатана с приемником полного дуплекса, который показал дополнительную отмену эха.У невзаимных схем и компонентов есть применения во многих различных сценариях от радиочастотных коммуникаций полного дуплекса и радара к строительству изоляторов, которые препятствуют тому, чтобы мощные передатчики были повреждены задними размышлениями от антенны.
Способность сломать взаимность также открывает новые возможности в радиочастотном сигнале, обрабатывающем, которые должны все же быть обнаружены. Полно-двойные коммуникации особенно интересны для исследователей из-за ее потенциала, чтобы удвоить пропускную способность сети, по сравнению с полудвойными коммуникациями, которые используют текущие сотовые телефоны и радио WiFi. Группа Krishnaswamy уже работает над дальнейшим улучшением выступления их шарлатана и исследования применений «вне шарлатана» невзаимности.
«Что действительно волнует меня об этом исследовании, то, что мы смогли сделать вклад на теоретически фундаментальном уровне, который привел к публикации по своей природе Коммуникации, и также способный продемонстрировать практического шарлатана РФ, объединенного с приемником полного дуплекса, который показал фактор почти миллиарда в отмене эха, делая его первым практическим чипом приемника полного дуплекса и который привел к публикации в IEEE 2016 ISSCC», добавляет Кришнэсвами. «Редко для единственной части исследования, или даже исследовательской группы, соединить фундаментальные теоретические вклады с внедрениями практической уместности. Чрезвычайно полезно контролировать аспирантов, которые смогли сделать это!»