A Universidade do Texas em Austin, a Rohde & Schwarz e a FormFactor colaboraram para caracterizar uma nova tecnologia em switches de RF que melhora o desempenho da vida útil da bateria e suporta bandas largas e velocidades de comutação mais altas

O R&S ZNA conectado aos extensores de frequência R&S ZC170 permite medições de parâmetros S na banda D.

Em 2020, a Universidade do Texas em Austin (UT Austin) publicou resultados inovadores de pesquisa sobre uma nova tecnologia de switch de RF baseada em nitrito de boro hexagonal (hBN). A tecnologia é energeticamente eficiente e permite maiores larguras de banda e velocidades, tornando-a ideal para o 5G. Em um recente projeto, a Rohde & Schwarz, fornecedora líder de mercado de soluções de teste e medição para componentes de RF, e a FormFactor, fornecedora líder de teste e medição de semicondutores, apoiaram a instituição acadêmica em pesquisas adicionais. Agora, a tecnologia de switch de RF foi caracterizada em faixas de frequência sub-THz, em particular na banda D (110 a 170 GHz), usada para aplicações além do 5G e do futuro 6G.

Os switches de RF são usados em todas as formas de transceptores. Por exemplo, os atuais smartphones 4G e 5G alternam entre o modo de transmissão e recepção ou entre diferentes bandas de frequência, redes e tecnologias. Logo os switches precisam operar constantemente para alternar entre os vários estados e, portanto, consomem muita energia, afetando a vida útil da bateria do dispositivo. Com a nova tecnologia descoberta na UT Austin o switch permanece desligado até que seja necessário mudar para um estado diferente, tornando-o até 50 vezes mais eficiente em termos de energia.

O professor Deji Akinwande, do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Cockrell School of Engineering da UT Austin, lidera a equipe que realizou a pesquisa: "Desenvolvemos um switch de RF que tem o potencial de avançar significativamente o 5G e outras tecnologias futuras. Usando as soluções de teste e medição da Rohde & Schwarz e da FormFactor, nossa equipe conseguiu caracterizar essa nova tecnologia na banda D, que é uma banda de frequência de interesse global para futuras aplicações 6G. O equipamento foi configurado de forma fácil, e forneceu resultados de medição confiáveis".

A configuração de teste consistiu em um analisador de rede vetorial R&S ZNA43 de 4 portas da Rohde & Schwarz conectado a extensores de frequência R&S ZC170. Os extensores permitem a realização de medições de parâmetros S e distorção de intermodulação (IMD) em frequências de 110 a 170 GHz.
Com entradas IF dedicadas na parte traseira do R&S ZNA43 para sinais de referência e medição, bem como o sinal LO de alta potência necessário para os dois conversores, as portas do painel frontal do VNA, normalmente usadas para esses sinais, permanecem disponíveis para medições adicionais em até 43 GHz - sem a necessidade de recalibrar o instrumento. Graças a uma interface gráfica de usuário fácil de usar, o R&S ZNA permite a configuração direta e o roteamento de parâmetros de sinal pertinentes aos conversores. Os conversores foram usados dentro da estação de sonda Cascade Summit 12000 da FormFactor, montada no sistema de posicionamento mm-wave/THz. A ferramenta de software WinCal XE da FormFactor permitiu uma calibração fácil de toda a configuração do teste, resultando em medições confiáveis e repetíveis.

Christina Gessner, vice-presidente de Analisadores de Rede & Espectro, EMC & Teste de Antenas da Rohde & Schwarz diz: "Nossa colaboração com a FormFactor e a equipe do Prof. Akinwande é mais um exemplo de como as soluções de teste escaláveis da Rohde & Schwarz podem atender às necessidades de testes de pesquisa fundamental para transformar as ideias de hoje na realidade de amanhã. Estamos entusiasmados em apoiar a Universidade do Texas em Austin em sua pesquisa para a nova tecnologia de switch de RF que permitirá o uso eficiente de energia do 5G em mmWave e das futuras faixas de frequência 6G sub-THz".

Em cooperação com universidades e institutos de pesquisa, a Rohde & Schwarz impulsiona soluções futuras como 6G, aplicações terahertz e tecnologias quânticas. Para obter mais informações sobre soluções de teste de componentes de RF e micro-ondas, visite: https://www.rohde-schwarz.com/_231842.html.

Para mais informações sobre soluções de teste à beira do 6G, visite https://www.rohde-schwarz.com/6g

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