康奈尔开发三维反射器，为6G网络提供更好的时延组件

康奈尔大学的研究人员开发了微型反射器原型，有望使未来的6G网络提供每秒数十吉比特的带宽。

一项新研究发现，在微芯片上使用三维反射器可以将无线链路的数据速率提高三倍，从而加速6G通信的发展。

目前的大多数无线通信技术，如5G手机，都在6GHz以下的频率下运行。为了获得更高的数据速率，研究人员正在努力开发使用20GHz以上频率的6G通信，以实现比5G快100倍的数据速率。

然而，在6G预期的更高频率下，传输也会受到环境中更大的衰减和损失。因此，大多数5G和6G技术不再依赖单个发射器和单个接收器，而是使用天线阵列。这些阵列必须精确控制其信号可能经历的任何延迟，以确保它们在应该到达的时间到达。然而，为信号增加必要延迟所涉及的组件也可能带来它们自己的问题。

最常见的延迟元件是移相器。康奈尔大学电气与计算机工程专业的博士生巴尔·戈文德（Bal Govind）说，尽管这些组件的尺寸可以小于0.3平方毫米，但它们不能在大带宽上对所有频率进行均等延迟。戈文德说，相位偏移会使信号模糊，从而极大地限制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对所有频率进行均等延迟，从而避免了模糊问题。然而，戈文德说，这种元件的物理尺寸也要大得多，通常为1到2平方毫米。这意味着只有少数这样的电路组件可以集成到芯片上，再次限制了信道容量。

现在戈文德和他的同事们已经开发出一种将真正的时延元件小型化的方法。这种新的微波元件尺寸仅为0.16平方毫米，比移相器还小，但它也可以像真正的时延元件一样在14GHz的带宽范围内工作。

科学家们通过使用三维反射器螺旋结构实现了这些增益。信号在这些三维垂直堆叠中环绕的方式产生延迟。同时，这种三维设计有助于将组件更紧密地组合在一起，从而节省了空间。

“通常，真正的时延在芯片面积方面是非常昂贵的。”戈文德说，“我们为此提供了一种解决方案。”

总的来说，研究人员估计，他们的新设备在8GHz带宽内运行的阵列可以实现每秒超过33Gb的数据速率。这是移相器的三倍，比真正的时延元件高出40％。他们补充说，这种策略也可能潜在地扩展到光学和声学领域。