Enkele chip 25GHz mmWave circulatiepomp werkt zonder magneten

Het maakt gebruik van een niet-wederkerige structuur - een waarvan de fysieke kenmerken verschillen afhankelijk van de stroomrichting.

In dit geval, gezien als het rechte gedeelte in de circulatiepomp met dubbele ring in het diagram, is het een paar transmissielijnen die ofwel rechtstreeks zijn verbonden of kruislings zijn verbonden door schakelaars aan de uiteinden.

Als de lengte van de sectie precies goed is en de schakelaars aan het ene uiteinde 90 ° uit fase zijn met het andere, dan kunnen signalen in de ene richting bewegen, maar wederzijds annuleren in de andere richting.

"De methode maakt verliesvrij, compact en extreem breedband niet-wederkerig gedrag mogelijk, theoretisch van gelijkstroom tot daglicht, dat kan worden gebruikt om een ​​breed scala aan niet-wederkerige componenten te bouwen, zoals isolatoren, gyratoren en circulatiepompen '', aldus de Universiteit.

Onderzoekers stellen het voor als een circulatiepomp met drie poorten (zie diagram) om zend- en ontvangstversterkers aan te sluiten op dezelfde antenne, misschien in 5G-systemen.

Het circuit (zie bovenste foto) is gebouwd op een 45nm SOI CMOS-proces.

Circulatoren

"De belangrijkste vooruitgang van deze nieuwe benadering is dat circulatiepompen in conventionele halfgeleiderchips kunnen worden gebouwd en op millimetergolffrequenties kunnen werken, waardoor full-duplex of tweeweg draadloos mogelijk is", aldus Columbia. “Vrijwel alle elektronische apparaten werken momenteel in half-duplexmodus onder 6 GHz, en bijgevolg hebben we snel te weinig bandbreedte. Full-duplex communicatie, waarbij een zender en een ontvanger van een transceiver tegelijkertijd op hetzelfde frequentiekanaal werken, maakt een verdubbeling van de datacapaciteit binnen de bestaande bandbreedte mogelijk. Door naar de hogere mm-golffrequenties te gaan, 30 GHz en hoger, wordt nieuwe bandbreedte geopend die momenteel niet wordt gebruikt. "

Het werk is gepubliceerd als ‘Gesynchroniseerde geleidbaarheidsmodulatie om een ​​verliesvrije, magnetische-vrije niet-wederkerigheid van breedband te realiseren‘In Nature Communications.

Zie onderstaande video: