科学家研发增强型陶瓷可在高频5G技术发展中发挥关键作用-电子工程世界

5G，即第五代宽带蜂窝网络技术标准，被认为实现了超快的下载速度，结束了通话中断和缓冲，以及更强的连通性，旨在推进自动驾驶汽车开发、远程手术和物联网。

（图片来源：https://phys.org/news）

据外媒报道，高级半导体公司Skyworks Solutions的技术总监Michael Hill表示，事实上，5G技术的采用仍处于早期阶段。在论文中，Hill及其同事概述了新兴5G技术，并展示了增强陶瓷材料如何在5G发展中发挥关键作用。

5G有两个频段，即用于长距离链路的3-6千兆赫，以及用于高速数据传输的毫米波频段（20-100千兆赫）。更接近4G频谱区域的较低频段，其出现的问题要比充分实现5G能力所需的高频段更少。例如，频率类型与整体信号强度有关。频率越高，波传播的距离就越短。

长期以来，陶瓷材料一直用于移动设备和基站的无线通信网络技术。因此，增强型陶瓷一直是提高5G能力的重点。Hill的研究小组开发了一种陶瓷，用于增强对5G应用至关重要的设备——循环器。

循环器通常由钇铁石榴石（yttrium iron garnet）制成的绝缘陶瓷材料制成，是一种三端口设备，充当交通圈，使信号保持在一个方向流动，并使接收器和发射器共用同一根天线。为了显著增加能量密度，以适应更高的频率，研究人员用铋部分取代钇，铋是一种重元素，可增加陶瓷的介电常数。此外，铋也可使循环器外型更小。

随着5G技术之争持续升温，大功率氮化镓开关可能会取代循环器，这表明5G技术的发展仍处于早期阶段。Hill表示，“在一段时间内，毫米波技术很可能仍将处于蛮荒地带，因为一项技术可能会很快被另一项技术取代。”

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