5G, of de technologiestandaard van de vijfde generatie voor mobiele breedbandnetwerken, wordt aangeprezen als zijnde eindelijk aangekomen voor ultrahoge downloadsnelheden, een einde aan verbroken oproepen en buffering, en grotere connectiviteit om de ontwikkeling van autonome voertuigen te bevorderen, operatie op afstand, en het internet der dingen.

in waarheid, De adoptie van 5G-technologie staat nog in de kinderschoenen, volgens Michael Hill, technisch directeur van Skyworks Solutions, een in Californië gevestigd bedrijf voor geavanceerde halfgeleiders. In hun krant gepubliceerd in Technische Natuurkunde Brieven , Hill en zijn collega's geven een overzicht van opkomende 5G-technologieën en laten zien hoe het verbeteren van keramische materialen een cruciale rol kan spelen in de ontwikkeling van 5G.

5G werkt in twee frequentiebanden:3-6 gigahertz voor langeafstandsverbindingen en een veel hogere frequentieband in het millimetergolfgebied (20-100 GHz) voor ultrahoge datasnelheden.

Geschikt voor de lagere frequentieband, dichter bij de 4G-spectrale regio's, is minder problematisch dan de significante veranderingen die nodig zijn om de 5G-capaciteit in de hogere frequentiebereiken volledig te realiseren. Bijvoorbeeld, frequentietype is gekoppeld aan de algehele signaalsterkte. Hoe hoger de frequentie, hoe korter de afstand die de golf kan afleggen.

Keramische materialen worden al lang gebruikt in draadloze communicatienetwerktechnologieën voor zowel mobiele apparaten als basisstations. Keramiek verbeteren, daarom, is een centrale focus geweest bij het verbeteren van de 5G-capaciteit. Voor hun deel, Hill's onderzoeksgroep heeft een keramiek ontwikkeld om een ​​apparaat te verbeteren dat essentieel is voor 5G-toepassingen, circulatiepomp genoemd.

Typisch gemaakt van isolerende keramische materialen op basis van yttrium-ijzer-granaat, circulatiepompen zijn apparaten met drie poorten die dienen als rotondes om het signaal in één richting te laten stromen en een ontvanger en een zender in staat te stellen dezelfde antenne te delen.

Om de energiedichtheid aanzienlijk te verhogen om de hogere frequenties te accommoderen, de onderzoekers hebben yttrium gedeeltelijk vervangen door bismut, een zwaar element dat de diëlektrische constante van het keramiek verhoogt. De bismutsubstituties maken ook de miniaturisering van circulatiepompen mogelijk.

Terwijl de strijd om 5G-technologie steeds heviger wordt, circulatiepompen kunnen worden vervangen door krachtige op galliumnitride gebaseerde schakelaars, wat laat zien hoe vroeg het stadium nog is voor de ontwikkeling van 5G-technologie.

"Millimetergolftechnologie zal waarschijnlijk enige tijd het wilde westen zijn, aangezien de ene technologie kan domineren om snel te worden verdrongen door een andere technologie, ' zei Heuvel.