首款數字單芯片毫米波波束形成器將利用5G功能

由密歇根大學的電氣和計算機工程師創建的首個完全集成的單芯片數字毫米波(MMW)波束成形器為高頻5G通信開辟了新的可能性。該技術可用于改善車輛與車輛的通信，自動駕駛，衛星互聯網和國防等。

波束成形使正在傳輸信號的設備可以將信號指向特定的方向，而不是使信號沿所有方向輻射出去，這會導致明顯的干擾和效率損失。這是MMW通信的一項必不可少的技術，它發生在相對較高的頻率(通常在24GHz至100GHz之間)。這種高頻通信可實現高速數據傳輸，這是5G的關鍵優勢之一。

模擬波束成形一直是研究人員的標準方法，但是Michael Flynn教授一直在研究一種數字方法，以利用諸如大規模波束成形，高精度波束圖，靈活性以及同時生成多個波束的能力等優點。

Flynn說：“使用模擬波束成形，您一次只能聽一件事。” “但是，有許多新應用程序需要同時收聽多個事物并在它們之間快速切換。”

例如，弗林(Flynn)可以想象對發送到災區的無人機使用數字波束賦形，以向遇到麻煩的人提供緊急互聯網。同樣，也有計劃在太空中發射衛星，以便為居住在城市外的人們提供互聯網，在城市外訪問互聯網可能參差不齊。擁有具有數字無線波束成形功能的電話將為個人提供更可靠的Internet訪問。

Flynn和他的團隊構建了一個28GHz MMW數字波束形成器，它具有定制設計的天線陣列，該陣列由單個集成電路中的16個天線組成。

這是第一個進行MMW數字波束成形的已知單芯片系統。在某種程度上，因為它是單芯片，所以功率和尺寸比當前的數字系統好一個數量級。而且由于它是數字信號，因此信號既可以指向任何方向，又可以一次從四個不同方向“監聽”。

這意味著，例如，該設備可以跟蹤四架飛機或同時與四顆衛星通信。

弗林給學生留下的深刻印象是，他們不僅能夠處理導致新技術的前沿研究，而且他們也愿意解決機械設計等問題，這是使所有事物協同工作的重要組成部分。