Электронный генератор сигнала, построенный профессором Фрэнком Чаном (M. C. Frank Chang) и его коллегами из школы инжиниринга и прикладных наук университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science), продемонстрировал рекордную по частоте радиоволну.
Этот рекорд равен 324 гигагерцам. Сигнал, соответствующий субмиллиметровым волнам, был создан в осцилляторе с управлением по напряжению, построенном по технологии CMOS (комплиментарные металл-оксидные полупроводники — широко распространённая разновидность полупроводниковой техники) с техпроцессом 90 нанометров.
Новый генератор обладает выходной частотой на 70% большей, чем предыдущие устройства такого типа, что открывает перед микроэлектронными устройствами новые горизонты.
В частности, на базе рекордного генератора возможно построение новых систем дистанционного зондирования космических объектов на субмиллиметровых волнах, а также наземных систем построения изображений, способных видеть сквозь туман или заглядывать под одежду (в поисках оружия, например).
Применительно к системам радиокоммуникации новый рекорд означает соответствующий рост полосы пропускания, а значит — рост скорости передачи данных.
Авторы новинки сообщают, что традиционные генераторы сигнала на основе микроэлектронных чипов не могут превысить частоту в 190 гигагерц, поскольку примерно на таких частотах сильно (и нелинейно) растут шумы и падает эффективность усиления сигнала.
Однако Чан с сотоварищами нашёл способ обойти это ограничение. Они построили специальный осциллятор с базовой частотой в 81 гигагерц и выходами со смещёнными фазами (0, 90, 180 и 270 градусов). Создав систему из четырёх таких осцилляторов, в которой происходило наложение волн в нужных фазах, учёные получили выходной сигнал на частоте 324 гигагерца.
При этом устройство показало высокий КПД преобразования постоянного тока в радиосигнал, а также – очень низкий уровень шумов.
В ближайших планах исследователей — создание аналогичных генераторов, рассчитанных на частоты в 340 и даже 600 гигагерц. Такие частоты особенно интересуют военных, а ещё — создателей космических аппаратов. Кстати, для частоты 340 гигагерц земная атмосфера фактически прозрачна, что открывает перед такими радиосистемами заманчивые перспективы.
Подробнее — в пресс-релизе университета.
Читайте также о терагерцевом оптическом модуляторе и транзисторе на 500 гигагерц.
