{"id":23269,"date":"2024-02-26T03:00:52","date_gmt":"2024-02-26T03:00:52","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=23269"},"modified":"2024-02-26T03:00:52","modified_gmt":"2024-02-26T03:00:52","slug":"tokyo-tech-desarrolla-un-transmisor-de-matriz-cmos-para-su-uso-en-la-banda-de-300-ghz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=23269","title":{"rendered":"Tokyo Tech desarrolla un transmisor de matriz CMOS para su uso en la banda de 300 GHz"},"content":{"rendered":"
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Los investigadores del Instituto de Tecnolog\u00eda de Tokio (Tokyo Tech<\/a>) han dise\u00f1ado un transmisor de matriz en fase que supera los problemas comunes de la tecnolog\u00eda CMOS en la banda de 300 GHz. Este dispositivo, que destaca por su eficiencia de \u00e1rea, bajo consumo de energ\u00eda y alta velocidad de datos, puede utilizarse en muchas aplicaciones tecnol\u00f3gicas en la banda de 300 GHz, como comunicaciones inal\u00e1mbricas 6G, sensores de terahercios o radar, entre otras.<\/p>\n

\"Transmisor
Gracias a una topolog\u00eda y dise\u00f1o de circuito altamente optimizados, los chips transmisores propuestos se pueden organizar en una matriz de 64 elementos que ocupa un volumen min\u00fasculo.<\/figcaption><\/figure>\n

La mayor\u00eda de las frecuencias por encima de la marca de 250 GHz siguen sin asignar. En consecuencia, muchos investigadores est\u00e1n desarrollando transmisores\/receptores de 300 GHz para aprovechar la baja absorci\u00f3n atmosf\u00e9rica en estas frecuencias, as\u00ed como el potencial de velocidades de datos extremadamente altas que conlleva.<\/p>\n

Sin embargo, las ondas electromagn\u00e9ticas de alta frecuencia se debilitan r\u00e1pidamente cuando viajan por el espacio libre. Para combatir este problema, los transmisores deben compensarlo logrando una gran potencia radiada efectiva.<\/p>\n

La soluci\u00f3n propuesta por los investigadores de Tokyo Tech es un transmisor de matriz en fase compuesto por 64 elementos radiantes, que est\u00e1n dispuestos en 16 circuitos integrados con cuatro antenas cada uno. Dado que los elementos est\u00e1n dispuestos en tres dimensiones apilando placas de circuito impreso (PCB), este transmisor admite la direcci\u00f3n del haz 2D.<\/p>\n

Gracias a esta disposici\u00f3n, la potencia transmitida se puede dirigir tanto vertical como horizontalmente, lo que permite una r\u00e1pida direcci\u00f3n del haz y un seguimiento eficiente de los receptores. En particular, las antenas utilizadas son antenas Vivaldi, que pueden implementarse directamente en un chip y tienen una forma y un perfil de emisi\u00f3n adecuados para altas frecuencias.<\/p>\n

Amplificaci\u00f3n de la se\u00f1al<\/h2>\n

Una caracter\u00edstica importante del transmisor propuesto es su \u00faltima arquitectura de amplificador de potencia (PA). Al colocar la etapa de amplificaci\u00f3n justo antes de las antenas, el sistema s\u00f3lo necesita amplificar las se\u00f1ales que ya han sido acondicionadas y procesadas. Esto conduce a una mayor eficiencia y un mejor rendimiento del amplificador.<\/p>\n

Los investigadores tambi\u00e9n abordaron algunos problemas comunes que surgen con los dise\u00f1os de transistores convencionales en procesos CMOS, como alta resistencia de puerta y grandes capacitancias par\u00e1sitas. Optimizaron su dise\u00f1o agregando caminos y v\u00edas de drenaje adicionales y alterando la geometr\u00eda y la colocaci\u00f3n de elementos entre las capas de metal.<\/p>\n

Adem\u00e1s de estas innovaciones, el equipo dise\u00f1\u00f3 e implement\u00f3 un amplificador de potencia de m\u00faltiples etapas de 300 GHz para usar con cada antena. Gracias a la excelente adaptaci\u00f3n de impedancia entre etapas, los amplificadores demostraron un rendimiento excepcional.<\/p>\n

Velocidad de datos de 108 Gb\/s<\/h2>\n

Los investigadores probaron su dise\u00f1o mediante simulaciones y experimentos, obteniendo resultados muy prometedores. El transmisor propuesto logr\u00f3 una velocidad de datos de 108 Gb\/s en mediciones de sonda en PCB, que es sustancialmente m\u00e1s alta que la de otros transmisores de banda de 300 GHz de \u00faltima generaci\u00f3n.<\/p>\n

Adem\u00e1s, el transmisor tambi\u00e9n mostr\u00f3 una notable eficiencia de \u00e1rea en comparaci\u00f3n con otros dise\u00f1os basados \u200b\u200ben CMOS junto con un bajo consumo de energ\u00eda, lo que destaca su potencial para aplicaciones miniaturizadas y con limitaciones de energ\u00eda.<\/p>\n

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