一项新的研究发现，在微芯片上使用 3D 反射器堆栈可以使无线链路的数据速率提高三倍，从而有助于加快6G通信的发展。
当前大多数无线通信技术（例如5G 手机）的运行频率低于 6 GHz。为了获得更高的数据速率，研究人员正在努力开发使用 20 GHz 以上频率的6G通信，数据速率是5G的 100 倍。
然而，在6G预期的更高频率下，传输也会因环境而遭受更大的衰减和损失。因此，大多数 5G 和6G技术不依赖于单个发射器和单个接收器，而是使用天线阵列。这些阵列必须控制信号可能遇到的任何延迟，以确保它们在应该到达的时间到达，而不是混乱不堪。然而，涉及向信号添加必要延迟的组件也会带来自身的问题。
常见的延迟元件是移相器。纽约州伊萨卡康奈尔大学电气和计算机工程博士生Bal Govind表示，尽管这些组件的大小可能小于 0.3 平方毫米，但它们无法在大带宽上同等地延迟所有频率。Govind 表示，相移可能会模糊信号，极大地限制了无线网络的数据速率。
相比之下，真正的时延元件可以在大带宽上同等地延迟所有频率，从而避免模糊问题。然而，戈文德说，这些元件的物理尺寸也更大，通常为 1 至 2 平方毫米。这意味着只有少数这样的电路元件可以集成到芯片上，再次限制了通道容量。
然而，现在戈文德和他的同事们已经开发出一种使真正的延时元件小型化的方法。这种新型微波元件的尺寸仅为 0.16 平方毫米，比移相器还要小，但它也可以在 14 GHz 带宽上充当真正的延时元件。
科学家们利用 3D 螺旋反射器实现了这些成果。信号在三维空间中这些垂直堆栈中缠绕的方式会导致延迟。同时，设计的 3D 特性有助于将组件紧密地封装在一起，从而节省空间。
“通常情况下，真正的时间延迟在芯片面积方面非常昂贵，”Govind 说。“我们为此提供了一个解决方案。”
总而言之，研究人员估计，在 8 GHz 带宽内运行的新设备阵列可以实现每秒超过 33 GB 的数据速率。他们指出，这是移相器的三倍，比真正的延时元件高 40%。他们补充说，这种策略也有可能扩展到光学和声学领域。
