在研究實驗室,Andrea Alù正專注于一個目標:讓無線帶寬翻倍。德克薩斯大學電氣和計算機工程副教授Alù表示:“最終的目標是創造一個小型設備,可實現全雙工用于在相同頻段同一時間進行無線通訊、發送和接收。”
無線技術總是無法滿足新興應用程序及其用戶對速度的需要。隨著壓縮和其他現有帶寬增強技術達到極限,全球各地的研究人員正在調查各種技術和方法來提高無線帶寬—通過允許發送和接收信道使用相同的頻譜空間。
“全雙工將使我們更好地利用稀缺頻譜用于無線通信,” Alù表示,“隨著整個世界越來越依賴于無線通信和數據傳輸,對有限頻譜的需求在不斷增加。”
非磁性循環器
Alù研究的關鍵是非磁性無線電波循環器。工程師們都知道磁性循環器可支持同一頻率的雙向通信。然而,由于使用磁鐵和磁材料相關的尺寸、重量和成本缺點,這種技術從未得到廣泛部署。
Alù及其研究團隊開發的循環器只占很小的空間,使用比現有循環器更便宜的材料。新設備的成本和尺寸使其可用于手機和其他移動設備,實現更快和更具頻率效率的服務。
該團隊的原型循環器直徑為兩厘米,最終該設備可能被縮小到只有幾微米。該原型設備采用了集成電路中廣泛使用的材料,包括少量的金、銅和硅,這使其很容易集成到電路板。
該循環器模擬了磁性材料打破兩點之間傳輸中對稱,這個屬性允許磁性循環器選擇性地路由無線電波。新的循環器可實現相同的效果,而取代了磁偏置。
“這種硬件為無線電波通信打開了新的天地,” Alù表示,“該技術讓無線電波有一對隔離路徑通向相同的天線,這允許在相同頻率信道傳輸和接收,有效地增加了可用的頻譜帶寬。”