NTT Corporation e i ricercatori del Tokyo Institute of Technology hanno annunciato la dimostrazione di successo di un modulo trasmettitore phased-array per consentire la trasmissione istantanea di dati ad altissima capacità ai ricevitori mobili. I ricercatori sono riusciti a realizzare la prima trasmissione dati wireless al mondo tramite beamforming nella banda dei 300 GHz, che si prevede sarà utilizzata nella realizzazione delle comunicazioni di sesta generazione (6G). I ricercatori hanno presentato i dettagli della tecnologia al 2023 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS2023), che si terrà a San Diego, in California.

nel giugno 2023. Nei sistemi di comunicazione wireless 6G, si prevede che le comunicazioni wireless ad altissima velocità saranno realizzate utilizzando la banda dei 300 GHz. Questa banda ha il vantaggio di poter utilizzare un'ampia gamma di frequenze.

D'altra parte, affronta il problema della grande perdita di percorso durante la propagazione del segnale nello spazio. La tecnologia Beamforming è in fase di studio per superare questo problema. Il beamforming concentra e dirige l'energia radio verso il dispositivo ricevente.

Nei sistemi wireless 5G che utilizzano onde radio nelle bande 28 GHz e 39 GHz, il beamforming è stato realizzato con circuiti integrati (IC) CMOS1. D'altra parte, il CMOS-IC da solo non ha una potenza di uscita sufficiente nella banda dei 300 GHz2. Pertanto, in tutto il mondo si sta tentando di combinare il CMOS-IC con il CI composto III-V3, capace di una potenza di uscita elevata, per ottenere il beamforming nella banda dei 300 GHz.

Tuttavia, poiché l'alta potenza di uscita è impedita dalla grande perdita di energia che si verifica all'interno del CI composto III-V e nel collegamento tra il CI composto III-V e il CMOS-IC, la trasmissione di dati wireless ad alta velocità tramite beamforming non è stata raggiunta finora. NTT ha sviluppato dei chip con circuito integrato al fosfuro di indio (InP-IC) che integrano il circuito dell'amplificatore di potenza ad alta uscita e il circuito dell'antenna di proprietà di NTT. Questo risultato è reso possibile dalla tecnologia proprietaria di NTT dei transistor bipolari a etero-giunzione (InP HBT) a base di fosfuro di indio.

Tokyo Tech ha superato la fabbricazione di un CMOS-IC altamente scalato, contenente circuiti di conversione di frequenza e di controllo. NTT e Tokyo Tech hanno ora sviluppato un modulo trasmettitore phased-array compatto a quattro elementi5 montando il CMOS-IC e l'InP-IC menzionati sullo stesso circuito stampato. Con un raggio di sterzata di 36 gradi, una velocità massima di 30 Gbps e una distanza di comunicazione di 50 cm, questo modulo trasmettitore è riuscito a realizzare la prima trasmissione dati wireless ad alta velocità al mondo nella banda dei 300 GHz, utilizzando il beamforming.

NTT e Tokyo Tech hanno progettato un circuito amplificatore di potenza che raggiunge un'elevata potenza di uscita nella banda dei 300 GHz e ne hanno realizzato la fabbricazione utilizzando la tecnologia proprietaria InP HBT di NTT. Per il circuito amplificatore di potenza, l'alta potenza in uscita si ottiene combinando la potenza elettrica in uscita da più elementi amplificatori, utilizzando un combinatore di potenza a bassa perdita. Il circuito amplifica i segnali in uscita dal CMOS-IC e irradia l'onda radio verso il dispositivo ricevente dall'antenna confezionata nello stesso chip.

Il risultato ottenuto da NTT e Tokyo Tech consente di fornire una potenza di uscita elevata al dispositivo ricevente, necessaria per la trasmissione di dati ad alta velocità. Tecnologia di montaggio a bassa perdita in banda ad alta frequenza: Convenzionalmente, per collegare diversi tipi di IC per la banda dei 300 GHz, ogni IC viene montato su un modulo a guida d'onda7 e i moduli vengono collegati tra loro. Tuttavia, questo approccio presenta il problema della perdita di energia quando le onde radio passano attraverso le guide d'onda.

Il risultato di NTT e TokyoTech supera questo problema grazie al collegamento flip-chip della trasmissione dati wireless ad alta velocità. NTT e Tokyo Tech hanno anche ottenuto la consegna di una trasmissione dati wireless ad alta velocità con beamforming e la possibilità di una trasmissione dati wireless ad alta velocità. Convenzionalmente, per collegare diversi tipi di IC per la banda a 300 GHz, ogni IC viene montato su un modulo a guida d'onda e i moduli vengono collegati insieme, per collegare diversi tipi di IC per la banda a 300 GHz con una tecnologia di montaggio a bassa perdita.