5G时代的大幕已缓缓掀起。新型射频开关将使5G技术更加完善。（图片来源于网络）

5G革命已经开始，能够接入下一代无线网络的手机也已开始上架销售。据《自然·电子学》杂志报道，美国德克萨斯大学奥斯丁分校和法国里尔大学的研究人员开发了一种新组件，使设备可以访问最高频5G网络，并延长了设备的电池寿命，加快了运行速度。

智能手机中装有开关，可以执行多项任务，例如网络和频谱的切换。执行此类任务的射频转换开关总是处于运行状态，消耗了宝贵的处理能力和电池寿命。

电子与计算机工程学教授Deji Akinwande说：“我们开发的开关比现在使用的开关节能50倍以上。它能够以100千兆赫的频率传输HDTV流，这在宽带开关技术中是前所未闻的成就。很明显，现在使用的开关消耗了大量电能，并且属于无用能耗。”

如果没有参与网络跳转进程，新开关将保持关闭状态，以便为其他进程节省电能。新开关还显示出卓越的数据传输能力，其值远高于5G速度的基线。

多年来，美国国防高级研究计划局（DARPA）一直在推动“近零功率”射频开关的开发工作。此前，研究人员已经在5G频谱的低端取得了成果：虽然速度较慢，但数据可以传输至更远的距离。作为首款可跨频谱工作的开关，它能够同时适应低端千兆赫频率和高端太赫兹频率的需求，有望成为未来6G技术的关键。

Akinwande团队开发的开关使用了纳米材料六方氮化硼（hBN）。这是一种与石墨烯同属的新型纳米材料。研究人员表示，新开关带来的影响已经超越了智能手机领域——卫星系统、智能无线电、物联网和国防安全技术都将因此受益。陆军研究办公室材料科学项目负责人Pani Varanasi博士说：“在通信和雷达系统中，射频开关无处不在。与现有元件相比，新开关具备明显的性能优势。”

新开关是此前“hBN超薄存储设备”项目的衍生成果。Akinwande说，资助方鼓励研究人员寻找这种材料的其他用途。于是他们将视线转向了射频开关，并最终取得了成功。

编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：张梦

期刊来源：《自然·电子学》

期刊编号：2520-1131

原文链接：

https://news.utexas.edu/2020/05/26/new-5g-switches-mean-battery-life-improvements-higher-bandwidth-and-speeds/

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