北京大學6G無線通信新技術：新型微波濾波器芯片
2023-4-14 10:09:10??????點擊：
早期的微波光子濾波器都是基于分立器件搭建的，在體積、成本、可靠性方面存在嚴重限制，難以實現大規模應用，近年來，集成光電子技術的逐步成熟推動了集成微波光子濾波器的快速發展。
據EDN電子技術設計報道，北京大學研究人員研發出一種芯片大小的微波光子濾波器，能夠將通信信號從噪音中分離出來，并能夠抑制整個射頻頻譜中的不必要干擾。據悉， 這種新型的微波光子濾波器克服了傳統電子設備的局限性，實現了在芯片尺寸的設備上具備低功耗的多功能性。有望幫助下一代無線通信技術在手機、自動駕駛汽車、聯網設備和智能城市基礎設施等設備信號越來越多的環境中有效地傳輸數據。
該研究被發表在中國激光出版社和光學出版集團聯合出版的《光子學研究》雜志上，研究人員描述了他們的新型光子濾波器如何克服傳統電子設備的局限性，在芯片大小的低功耗設備上實現多種功能。他們還展示了該濾波器能夠在延伸至 30 GHz 以上的寬射頻頻譜范圍內運行，表明其適用于預期的 6G 技術。
北京大學研究員王興軍表示：“這種新型微波濾波器芯片有可能改善6G等無線通信，從而實現更快的互聯網連接、更好的整體通信體驗，并降低無線通信系統的成本和能耗。這些進步將直接和間接影響日常生活，提高整體生活質量，并在移動、智能家居和公共空間等各個領域帶來新體驗。”
在論文中，他們展示了一種基于絕緣體上硅 (SOI) 平臺的寬帶和高度可重構 IMPF。提出了強度一致的單級可調級聯微環 (ICSSA-CM) 架構來執行相位調制的靈活邊帶消除方法。配合不同微環的可調諧幅度、帶寬和耦合比，通過對調相頻譜進行整形，同時實現具有帶寬和抑制比（RR）可重構性的帶通濾波器（BPF）和帶阻濾波器（BSF）。
原理與設計
為了不同通信信道之間的干擾等問題，研究人員試圖開發一種濾波器，可以保護信號接收器免受整個無線電頻譜中各種類型的干擾。為了具有成本效益和廣泛部署的實用性，重要的是該濾波器體積小，功耗低，實現多種濾波功能并能夠集成在芯片上。然而，之前的演示受到功能少、尺寸大、帶寬有限或與電氣元件相關的要求的限制。
對于新濾波器，研究人員創建了一個包含四個主要部分的簡化光子架構，這四個簡化光子架構就足以在所有功能之間切換，顯示出更低的功耗和更緊湊的尺寸，這在大規模部署中極為重要。
此外，使用所提出的 IMPF 進行鏡像頻率干擾下的 Gb/s 級 QPSK 無線通信和靈活的頻道選擇，在實際場景中表現出強大的噪聲抑制能力和微秒級響應。這樣的 IMPF 將促進集成微波光子系統向超寬帶處理和實時可重構性的進一步發展，這將大大增強下一代無線通信系統的能力。
使用所提出的 IMPF 進行了圖像頻率干擾和敏捷頻道選擇下的 Gb/s 級 QPSK 無線通信，在實際場景中表現出強大的噪聲抑制能力和微秒級響應。這樣的 IMPF 將促進集成微波光子系統向超寬帶處理和實時可重構性的進一步發展，這將大大增強下一代無線通信系統的能力。
使用所提出的 IMPF 進行了圖像頻率干擾和敏捷頻道選擇下的 Gb/s 級 QPSK 無線通信，在實際場景中表現出強大的噪聲抑制能力和微秒級響應。這樣的 IMPF 將促進集成微波光子系統向超寬帶處理和實時可重構性的進一步發展，這將大大增強下一代無線通信系統的能力。
上圖布局由 PM、ICSSA-CM 和高速光電探測器 (PD) 組成。PM 可實現大帶寬電光轉換并生成具有
據EDN電子技術設計報道，北京大學研究人員研發出一種芯片大小的微波光子濾波器，能夠將通信信號從噪音中分離出來，并能夠抑制整個射頻頻譜中的不必要干擾。據悉， 這種新型的微波光子濾波器克服了傳統電子設備的局限性，實現了在芯片尺寸的設備上具備低功耗的多功能性。有望幫助下一代無線通信技術在手機、自動駕駛汽車、聯網設備和智能城市基礎設施等設備信號越來越多的環境中有效地傳輸數據。
該研究被發表在中國激光出版社和光學出版集團聯合出版的《光子學研究》雜志上，研究人員描述了他們的新型光子濾波器如何克服傳統電子設備的局限性，在芯片大小的低功耗設備上實現多種功能。他們還展示了該濾波器能夠在延伸至 30 GHz 以上的寬射頻頻譜范圍內運行，表明其適用于預期的 6G 技術。
北京大學研究員王興軍表示：“這種新型微波濾波器芯片有可能改善6G等無線通信，從而實現更快的互聯網連接、更好的整體通信體驗，并降低無線通信系統的成本和能耗。這些進步將直接和間接影響日常生活，提高整體生活質量，并在移動、智能家居和公共空間等各個領域帶來新體驗。”
在論文中，他們展示了一種基于絕緣體上硅 (SOI) 平臺的寬帶和高度可重構 IMPF。提出了強度一致的單級可調級聯微環 (ICSSA-CM) 架構來執行相位調制的靈活邊帶消除方法。配合不同微環的可調諧幅度、帶寬和耦合比，通過對調相頻譜進行整形，同時實現具有帶寬和抑制比（RR）可重構性的帶通濾波器（BPF）和帶阻濾波器（BSF）。
原理與設計
為了不同通信信道之間的干擾等問題，研究人員試圖開發一種濾波器，可以保護信號接收器免受整個無線電頻譜中各種類型的干擾。為了具有成本效益和廣泛部署的實用性，重要的是該濾波器體積小，功耗低，實現多種濾波功能并能夠集成在芯片上。然而，之前的演示受到功能少、尺寸大、帶寬有限或與電氣元件相關的要求的限制。
對于新濾波器，研究人員創建了一個包含四個主要部分的簡化光子架構，這四個簡化光子架構就足以在所有功能之間切換，顯示出更低的功耗和更緊湊的尺寸，這在大規模部署中極為重要。
此外，使用所提出的 IMPF 進行鏡像頻率干擾下的 Gb/s 級 QPSK 無線通信和靈活的頻道選擇，在實際場景中表現出強大的噪聲抑制能力和微秒級響應。這樣的 IMPF 將促進集成微波光子系統向超寬帶處理和實時可重構性的進一步發展，這將大大增強下一代無線通信系統的能力。
使用所提出的 IMPF 進行了圖像頻率干擾和敏捷頻道選擇下的 Gb/s 級 QPSK 無線通信，在實際場景中表現出強大的噪聲抑制能力和微秒級響應。這樣的 IMPF 將促進集成微波光子系統向超寬帶處理和實時可重構性的進一步發展，這將大大增強下一代無線通信系統的能力。
使用所提出的 IMPF 進行了圖像頻率干擾和敏捷頻道選擇下的 Gb/s 級 QPSK 無線通信，在實際場景中表現出強大的噪聲抑制能力和微秒級響應。這樣的 IMPF 將促進集成微波光子系統向超寬帶處理和實時可重構性的進一步發展，這將大大增強下一代無線通信系統的能力。
上圖布局由 PM、ICSSA-CM 和高速光電探測器 (PD) 組成。PM 可實現大帶寬電光轉換并生成具有
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