Pienempiä ja tehokkaampia radiotaajuusmuuntajia

Illinoisin yliopiston insinöörit ovat nyt kutistaneen integroidulle piirille tarkoitetun radiotaajuusmuuntajan kokoa.

Kolmiulotteisesti rullatut radiotaajuusmuuntajat ottavat 10-100 kertaa vähemmän tilaa ja toimivat paremmin kun tehonsiirtosuhde kasvaa. Lisäksi niillä on yksinkertaisempi valmistusprosessi kuin vastaavilla kaksiulotteisilla edeltäjillä.

"Muuntajat ovat yksi kaikkien piirilevyjen suurimmista ja raskaimmista elementeistä", sanoi sähkö- ja tietotekniikan professori Xiuling Li.

Aiemmat tutkijat ovat kehittäneet radiotaajuusmuuntajia käyttämällä pinottavia johtavia materiaaleja avaruudellisen ongelman ratkaisemiseksi, mutta niillä on rajallinen suorituskyky. Se johtuu tehottomasta magneettisesta kytkennästä kelojen välillä silloin kun niiden välinen kierroslukujen suhde on suuri.

Nyt tutkijaryhmä saostaa kuvioidut metallilangat venytettyihin kaksiulotteisiin ohutkalvoihin. Kun ne vapauttavat jännityksestä, 2D-kalvot rullaavat itsensä pieniksi putkiksi, jolloin ensiö- ja toisiojohdot kelautuvat täydellisesti toistensa lomaan paljon pienemmäksi alueeksi optimaalisen magneettisen induktiokyvyn ja -kytkennän suhteen. Sisäkkäisesti rakennettu 3D-arkkitehtuuri johtaa korkeisiin kierroslukusuhteisiin.

"Korkean kierroslukusuhteen muuntajaa voidaan käyttää impedanssimuuntajana parantamaan äärimmäisen vähäisten tehon vastaanottimien herkkyyttä, joiden odotetaan olevan avaintekijä IoT:n langattomille etuasteille", toteaa professori Songbin Gong.

Rullatut muuntajat voivat myös vastaanottaa ja käsitellä korkeampia taajuussignaaleja kuin isommat rakenteet.

Uudenlaiset muuntajat voidaan valmistaa ja yhteensopivasti teollisuuden standardimateriaalien kanssa.

Tutkijoiden seuraava askel on käyttää rakenteissaan ohuempia ja johtavampia metalleja, kuten grafeenia, jolloin ne voitaisiin tehdä vieläkin pienemmiksi ja joustaviksi, mikä mahdollistaa niiden kutomisen kankaisiin, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Induktanssi rullalle ja sirulle