“东南大学研究成果助力“5G毫米波时代””

本篇文章1325字，读完约3分钟

年度中国高等学校十大科技进展近日揭晓。 东南大学尤肖虎教授领导的cmos毫米波芯片和大规模集成相控阵研究项目入选。 项目完成单位包括东南大学、网络通信与安全紫金山实验室和天锐星通科技有限企业。

从球面传到直线

什么是毫米波？ 尤肖虎解释说，各代移动通信的频率不断上升，到了第五代移动通信，波长将达到毫米这个数量级。 毫米波的优势是高带宽、高带宽、可承载的流量大。

目前，5g还处于起步阶段。 像4g一样，网络速度刚刚加快，之后越来越慢。 其首要原因之一是顾客增加，互联网拥挤，实际上带宽不够了。 所以，下一个5g走向更高的频带是早晚的事，是大趋势。 尤肖虎说，毫米波的缺点是传输距离很近，如何处理这个问题将成为毫米波能否用于5g和卫星通信的最重要的技术之一。 相控阵提供了处理的方法。

以前的电波是呈球面状传播的，但相控阵是呈一直线传播的。 这样，集中在能量所在的方向，传输距离不再是几米几十米了。 用于卫星通信的话，可以传输3万公里以上。 尤肖虎表示，相控阵是指为了处理电波在某个方向上集中传输，从而可以拉开传输距离，毫米波可以在高频带用于移动通信和卫星通信。

新技术可以把价格降低十分之一

传统的相控阵列由化合物和半导体材料制成，但由于制作成本高，其应用范围受到了很大限制。 尤肖虎教授、赵聚酯燹教授等联合研究小组经过多年探索，突破了cmos器件固有的瓶颈，成功开发出了ka波段毫米波cmos相控阵芯片，模仿了基于高密度混合pcb工艺的大规模集成相控阵处理方案

尤肖虎表示，目前95%以上的手机和电子产品基于cmos技术，是最普及的技术，也是最容易实现低价和批量生产的技术。 这个过程的困难之处在于，频率比较高的时候，有一点负面的特征。 尤肖虎团队考虑的是处理这些负面特征，将最便宜最常见的技术用于毫米波。 这项技术研究成功后，可以大幅降低价值成本。 例如，在过去的相控阵中，制造价格可能只有几十万美元，但应用新技术将其降到十分之一是足够的。 随着技术的成熟，可以更便宜，甚至可以达到白菜的价格，毫米波技术的宣传应用变得容易。

中国将进入5g毫米波时代

该成果已在车载、船舶搭载、无人机宽带卫星移动通信和毫米波5g行业得到规模应用，《light: science &； 应用”和科学网络评选出的中国光学行业10大社会影响。 相关技术创新成果发表在ieee jssc、tmtt、tcas i等知名国际期刊上，并作为封面论文发表在《中国科学:新闻科学》2021年第3期； 申请了国家发明专利15项。 仅有30多家制造商以该技术为中心开发了各种产品。

5g目前位于厘米波段，但冬奥会后，中国预计将进入5g毫米波时代。 这个时候，我们的手机、基站就会变成毫米波的频带。 这样，相位控制阵列技术就大有帮助。 尤肖虎表示，随着移动通信向6g的迅速发展，他们正在考虑将现有技术用于6g行业，预计6g带宽将更高。 虽然该技术在200-300ghz频带也可以使用，但面临的挑战更大。

尤肖虎表示，东大移动通信国家要点实验室和紫金山实验室希望在关系到未来移动通信长远快速发展的基础面进行稍长的研究，夯实基础，使国家在提出重大诉求时，能够采用自主可控的技术。