Компания Fujitsu объявила о разработке первого в мире компактного радиоприёмника, который используется для беспроводной передачи данных на скорости в десятки гигабит в секунду. Радиопередача на частотах более 100 ГГц, то есть в терагерцевом или субмиллиметровом диапазоне, увеличивает пропускную способность на два порядка по сравнению с обычными передатчиками на частоте от 800 МГц до 2 ГГц, какие установлены в современных мобильных устройствах.
Устройство от Fujitsu состоит из микросхемы приёмника-усилителя и терагерцевой антенны, которая подключена через соединение с очень низкими потерями в рабочем диапазоне. Новая схема конструкции позволила в десять раз уменьшить размер устройства относительно предыдущих моделей таких приёмников. Впервые его можно интегрировать в традиционные мобильные гаджеты, в том числе смартфоны.
Обычная конструкция терагерцевого приёмника предполагает использование отдельной антенны и волновода для соединения с приёмником-усилителем. Из-за этого конструкция устройства получается слишком громоздкой. Инженерам Fujitsu удалось решить эту проблему, интегрировав антенну непосредственно в модуль приёмника-усилителя.
Антенна и приёмник-усилитель соединяются через подложку, встроенную прямо в печатную схему, без отдельного волновода. Главная проблема тут — подобрать подходящий материал для подложки, потому что обычные керамические, кварцевые и тефлоновые материалы не подходят, они слишком ослабляют терагерцевое излучение.
Разработчики использовали специальный полимид и определили необходимую структуру отверстий в подложке для снижения уровня затухания сигнала. В результате, получилось устройство со встроенной антенной общим объёмом всего 0,75 кубического сантиметра. Такой модуль уже подходит для смартфонов.
Беспроводной передаче данных можно найти применение, считают разработчики. Например, за пару секунд скачивать музыку и фильмы с разрешением 4K и 8K из торговых автоматов или видеофрагменты выступлений артиста после концерта.
Радиоволны в терагерцевом диапазоне быстро затухают в пространстве, так что не будет проблем с помехами и интерференцией.
Инженеры Fujitsu рассказали о новой технологии на международной конференции European Microwave Week (EuMW) 2015, которая состоялась 6-11 сентября 2015 года в Париже. Они планируют в ближайшее время начать тестирование устройства с выходом на рынок в 2020 году.
Исследование выполнено при государственной поддержке по научно-исследовательской программе "Multi-tens gigabit wireless communication technology at sub-terahertz frequencies", которую курирует министерство внутренних дел и коммуникаций Японии. В этой программе участвуют и другие коммерческие компании. Например, специалисты из NTT Device Technology Laboratories тоже делают терагерцевый радиоприёмник, который работает в диапазоне 300 ГГц и принимает данные на скорости 100 Гбит/с.
