새로운 '위상 시프터' 기술로 안테나 시스템의 신호 손실 감소

[아름이]

새로운 '위상 시프터' 기술로 안테나 시스템의 신호 손실 감소
프로토타입 테스트는 넓은 대역폭에서 낮은 신호 손실과 매우 낮은 위상 편차를 보여줍니다.
날짜:
2023년 3월 6일
원천:
버밍엄 대학교
요약:
새로운 위상 시프터는 제조를 위한 클린룸 시설이 필요하지 않으므로 제조 비용이 저렴합니다. 액체 금속 지원 위상 변이 요소는 잠재적으로 높은 전력 처리 기능을 제공하는 '능동' 반도체 기반 대응 요소와 달리 '수동' 특성을 가집니다.

전체 이야기
고급 위상 배열 안테나 시스템에 사용하기 위한 새로운 유형의 고성능 '위상 시프터'가 버밍엄 대학에서 개발되었습니다. 버밍엄 공대(Birmingham's School of Engineering)의 Yi Wang 박사가 이끄는 연구원들은 마이크로파 및 밀리미터파 무선 신호의 위상각을 변화시키는 액체 갈륨 합금을 사용하여 새로운 유형의 고성능 '위상 시프터'를 만들었습니다.

위상 시프터는 모바일 기지국, 위성 및 레이더 시스템에 널리 사용되는 고급 위상 배열 안테나(PAA)의 핵심 구현 기술입니다. 이러한 PAA 시스템은 다중 위상 시프터를 사용하여 방사선 빔을 조종하는 제어된 위상 증분을 제공합니다(그림 참조). 그러나 현재의 위상 시프터는 일반적으로 반도체를 사용하며 높은 신호 손실(삽입 손실)과 상대적으로 열악한 전력 처리 능력이 있습니다.

Wang 박사는 "이상적인 위상 천이기는 작동 대역폭에서 최소한의 신호 손실로 안정적이고 넓은 위상각 범위를 제공할 것입니다. 그러나 기존의 위상 천이기는 위상각이 증가하고 위상이 변화함에 따라 신호 손실이 증가합니다. 종합하면 이러한 문제는 신호 저하 및 성능 저하를 유발할 수 있습니다. 이를 수정하려면 복잡한 회로가 추가로 필요하고 더 많은 전력을 소비하므로 전체 안테나의 부피와 운영 비용이 추가됩니다."

연구팀은 미세 유체 채널에서 작동하는 액체 금속 물질을 통해 위상 변이를 제어하는 ​​새로운 유형의 위상 변이기를 설계하여 이러한 오랜 문제를 극복하기 시작했습니다.

프로토타입 테스트의 결과는 오늘 IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 에 발표되었으며 새로운 위상 시프터가 위상 각도와 거의 무관한 낮은 신호 손실을 나타냄을 보여줍니다.

또한 대부분의 기존 위상 변환기는 서로 다른 주파수(분산)에서 서로 다른 위상 지연을 제공하여 사용 가능한 대역폭과 적용 가능성을 제한하는 반면, 새로운 위상 변환기는 넓은 대역폭에 걸쳐 주파수와 위상 편차가 매우 낮은 '위상 보상' 기술을 제공합니다. .

University of Birmingham Enterprise는 미세유체 채널 파동 유도 장치에 대한 특허 출원을 제출했으며, 산업체와의 광범위한 협력 경험을 가진 연구팀은 현재 개발 및 상용화를 위해 새로운 기술 라이센스를 모색하고 추가 연구를 수행하고 있습니다. 이 보호를 확장하십시오.

Wang 박사는 "새로운 위상 시프터는 제조를 위한 클린룸 시설이 필요하지 않으므로 제조 비용이 저렴합니다. 액체 금속 기반 위상 시프터는 '능동적' 반도체 기반 대응 요소와 달리 '수동적' 특성을 가지고 있습니다. 높은 전력 처리 기능을 제공합니다. 위상 배열 안테나의 시그니처 애플리케이션 외에도 위상 시프터는 통신 및 레이더에서 계측기에 이르기까지 광범위한 용도를 찾을 수 있습니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/