在日本,ALMA始于20世纪80年代初科学界自下而上的讨论:1983年提出了大型毫米波阵列(LMA)的设想。1987年,LMA的设想演变为大型毫米波和亚毫米波阵列(LMSA),并考虑了亚毫米波的观测。2001年,NAOJ、NSF和ESO签署决议,成立了ALMA。2004年,NAOJ正式加入ALMA建设,同年“阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)”得名。
[图 1(a)]。如今,大多数容量问题发生在大量无线连接或应用程序同时在单个位置访问网络时。由于无线互联网连接远远超过有线连接,并且无线数据使用量在过去 10 多年里呈指数级增长,3 许多人认为,如果没有新带宽,容量问题将会蔓延。世界各地的监管机构看到了刺激创新和解决严重问题的机会,因此拍卖了新的毫米波频段以发展国内蜂窝电信。在美国,联邦通信委员会 (FCC) 举行了频谱拍卖,4 创建了 24、28、37、39 和 47GHz 的授权频段,为新研究和基础设施筹集了超过 100 亿美元4。同样,欧洲、亚洲、澳大利亚的监管机构也举行了类似的拍卖,也筹集了数十亿美元以激发创新、商业和工业。在本篇社论中,我们将这些频段统称为 5G 毫米波 [图 1(b)],但毫米波在技术上涵盖了 30 至 300 GHz 的带宽。与前几代不同,新毫米波通信是硬件而非软件的重大变化。这是因为新毫米波硬件必须以比传统 3G 和 4G 技术高出十倍以上的频率运行。
毫米波(MMW)及以后,由于其有利的功能,包括高数据传输率,足够的容量和低潜伏期,引起了学术和行业的广泛关注和兴趣。然而,在毫米波带上以及超出对天线的严格要求,以维持链路预算,对毫米波带的重要空间路径损失和阴影效应的内在挑战。MMW和Anter Beyond Antennas的一个关键特征是光束转向,表明天线可以切换光束,以便有效地跟踪和通信移动或多个用户。考虑到高效和节能的5G MMW以及超越蜂窝和卫星通信,因此需要开发创新的光束驱动技术来满足不断发展的需求。工业部门和学术部门都已经适当地承认了这些挑战,并率先着眼于梁探手技术的研究和开发。
摘要 — 提出了将认知毫米波双光束 (DB) MIMO 相控阵系统与光学传感解决方案相结合的方法,旨在实现环境感知和无处不在的交互的新功能。由此产生的范例利用毫米波和光学传感解决方案的融合,使新兴技术能够促进人类与随机变化环境中的智能设备和系统的交互。通过基于混合认知毫米波 RFIC 技术和光学系统的无处不在的交互,描绘了具有高级驾驶辅助系统 (ADAS)(包括手势识别 (GR))的自动驾驶汽车的前景。构建了几种毫米波相控阵的硬件实现,并将其与光学系统共同组装,以实现智能数据融合和实时信号处理,从而实现自主安全的决策过程。提出了一种统一的建模和测量平台,采用多物理(电磁热机械)数值协同仿真克隆(NCSC)的概念,作为功能硬件的对应部分,实现增强现实的 4D(时空演化)。
开发使NRD技术成熟,并宣布非辐射电介质(NRD)波导是紧凑型毫米波电路应用程序1,2,3,4,5,6,7,8的最有吸引力的基础。NRD指南是毫米波集成电路的有前途的平台。具有各种功能的电路元素的研究,开发和设计尚不能力。经过广泛的研究,由于结构性和其他局限性的波导特性,具有非辐射传递和宽带的紧凑电路仍然很难。但是,NRD平台确保了所有这些磨石在一个地方,例如低成本,低辐射损失,高传输效率和宽带宽度。到目前为止,已经提出了基于NRD的几毫米波电路组件,其中包括定向耦合器,过滤器,循环器和天线9,10,11。仍然,在广泛的频段中尚未讨论许多具有不同功能的NRD指南组件。
感知系统是自动驾驶必不可少的组成部分之一。虽然相机,超声雷达和毫米波雷达在汽车行业的历史悠久,但它们的各种已知劣势阻碍了自动驾驶技术开发。例如,摄像机很容易被极端的照明条件蒙蔽。超声雷达无法检测到障碍物的大小和形状。毫米波雷达无法捕获高分辨率3D图像信息。因此,自动驾驶汽车仅取决于相机,超声雷达或毫米波雷达,遭受高误报和假负率的高度,导致事故。另一方面,Lidar即使在极端的照明条件下也保持高感应性能,并且可以在远程时实现高精度。因此,Lidar在汽车行业中获得了非凡的势头,这是对现有感知解决方案的重大增强。
功率放大器 (PA) 技术对于国防和商业领域毫米波 (mm-wave) 通信系统的未来至关重要。这些毫米波频率下的大气衰减很高,因此需要能够抵消这种影响的高功率 PA。氮化镓高电子迁移率晶体管 (GaN HEMT) 凭借其宽带隙和高电子速度,已成为在毫米波频率下提供高功率的主要竞争者。为了改进传统的 GaN HEMT 异质结构,我们之前在氮化铝 (AlN) 平台 [1] 上引入了 HEMT,使用 AlN/GaN/AlN 异质结构。二元 AlN 的最大化带隙可防止缓冲器漏电流并增加 HEMT 击穿电压,同时还提供更高的热导率以增强通道温度管理。此外,GaN 增加的极化偏移允许高度缩放的顶部势垒,同时仍能诱导高密度二维电子气 (2DEG)。我们最近展示了 RF AlN/GaN/AlN HEMT 中高达 2 MV/cm 的高击穿电压 [2],以及这些 HEMT 在 6 GHz 下的 RF 功率操作,功率附加效率为 55%,输出功率 ( ) 为 2.8 W/mm [3]。在这项工作中,我们展示了 AlN/GaN/AlN HEMT 的首次毫米波频率操作,显示峰值 PAE = 29%,相关 = 2.5 W/mm 和 = 7 dB 在 30 GHz 下。
关于课程 微波覆盖了电磁波频谱的一个重要窗口(~ 300MHz 到 ~ 300GHz)。自从几十年前它出现在国防部门、材料加工、光谱学、通信等领域以来,它在相关技术的各个方面都得到了迅速发展,包括源、放大器、耦合器、天线、探测器等。这些进步使得紧凑型有源和无源微波/毫米波设备被部署在从空间通信系统到个人手机等各种环境中!创建新设计、模拟性能、制造设备和测试是需要解决的挑战。本课程的目的是介绍电磁理论的基础知识以及毫米波和太赫兹技术在国防、通信、工业和科学应用等方面的最新进展。此外,还将向各技术机构的年轻教职员工介绍/毫米波和太赫兹高功率源和放大器(包括天线、超表面、频率选择表面、光子带隙结构等)的建模问题。
a 马德里卡洛斯三世大学信号理论与通信系,28911 Legan ´ es,马德里,西班牙 b 伦敦都市大学通信技术中心,英国 c 米兰比可卡大学物理系,20126,米兰,意大利 d 电气工程与计算机科学学院,KTH 皇家理工学院,SE 100 – 44 斯德哥尔摩,瑞典 e TSC。奥维耶多大学电气工程系,33203 Gij ´ on,西班牙 f 焦夫大学工程学院电气工程系,Sakaka 42421,沙特阿拉伯 g LEME,UPL,巴黎南泰尔大学,F92410,阿夫雷城,法国 h 国家科学研究所 (INRS),蒙特利尔,QC,H5A 1K6,加拿大 i 法兰西理工大学,CNRS,里尔大学,ISEN,里尔中央大学,UMR 8520,微电子和纳米技术研究所 (IEMN),F-59313 瓦朗谢讷,法国 j INSA Hauts de France,F-59313 瓦朗谢讷,法国 k电气、电子与通信工程系及研究所智慧城市,纳瓦拉公立大学,31006 潘普洛纳,西班牙 l 蒙特雷技术大学,工程与科学学院 m 罗马大学“Tor Vergata”电子工程系,Via del Politecnico 1,00133 罗马,意大利