迈向更广泛的5G网络覆盖科学家设计新型无线供电中继收发器阵列

东京工业大学的科学家设计了一种用于非视距5G通信的新型256元件无线供电收发器阵列，具有高效的无线电力传输和高功率转换效率。

这一创新设计可增强5G网络覆盖范围，甚至覆盖到链路阻塞的地方，提高灵活性和覆盖范围，并有可能使高速、低延迟通信更加容易实现。

毫米波5G通信采用极高频无线电信号(24至100GHz)，是一种很有前景的下一代无线通信技术，具有高速度、低延迟和大网络容量等特点。

然而，目前的5G网络面临两大挑战。第一个挑战是信噪比(SNR)较低。高SNR对于良好的通信至关重要。另一个挑战是链路阻塞，这是指由于建筑物等障碍物导致发射器和接收器之间的信号中断。

波束成形是使用毫米波进行长距离通信的关键技术，可提高信噪比。该技术使用传感器阵列将无线电信号聚焦为特定方向的窄波束，类似于将手电筒光束聚焦在单个点上。然而，它仅限于视距通信，其中发射器和接收器必须在一条直线上，并且接收信号可能会因障碍物而减弱。

此外，混凝土和现代玻璃材料会造成较高的传播损耗。因此，迫切需要非视距(NLoS)中继系统来扩展5G网络覆盖范围，尤其是在室内。

为了解决这些问题，东京工业大学(TokyoTech)未来科学技术跨学科研究实验室副教授AtsushiShirane领导的研究小组设计了一种用于28GHz毫米波5G通信的新型无线供电中继收发器。他们的论文发表在《IEEE微波与无线技术快报》杂志上。

在解释他们研究的动机时，Shirane表示：“此前，对于非视距通信，已经探索了两种类型的5G中继：有源型和无线供电型。虽然有源中继即使使用少量整流器阵列也能保持良好的SNR，但其功耗很高。

“无线供电类型不需要专用电源，但由于转换增益低，需要许多整流器阵列来维持SNR，并使用功率转换效率低于10%的CMOS二极管。我们的设计解决了这些问题，同时使用了市售的半导体集成电路(IC)。"

拟议的收发器由256个整流器阵列组成，具有24GHz无线功率传输(WPT)。这些阵列由分立IC(包括砷化镓二极管)和平衡不平衡转换器组成，它们连接平衡和不平衡(bal-un)信号线、DPDT开关和数字IC。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！