Gigabits at Terahertz frequences
Forskningsprojekt , 2014 – 2017

Gigabit och Terahertz Vi har upplevt något av en revolution inom mobil kommunikation de senaste 10 åren. Från relativ enkel trådlös kommunikation med mobiltelefon till dagens smarta telefoner, läsplattor och bärbara datorer. Det medger omedelbar tillgång till internet i stort sett överallt i världen och därmed tillgång till sociala medier som email, Facebook, Twitter, YouTube, strömmande TV, videokonferenser osv. Detta har medfört att människor omedelbart kan nå varandra i stort sätt var som helt på jordens yta, vilket har fått globala konsekvenser och t o m främjat demokratiutvecklingen i världen. Totala datamängden i de mobila datanäten fördubblas varje år, vilket innebär en 1000-faldig ökning inom 10 år. En del av ökningen beror på att även utrustning, allt från kameror till lampor, idag kan kopplas upp trådlöst mot internet. Ericsson AB räknar med att 50 miljarder uppkopplade apparater kan vara en realitet om några år. Det kommer därför i en nära framtid att ställas krav på ökad kapacitet i de mobila näten, såväl med avseende på bas-stationerna (som står för kommunikationen till användarna), som backhaulnätet (som står för kommunikationen mellan en bas-station och inkopplingspunkten mot internet). På grund av begränsad bandbredd vid lägre frekvenser så används det s k E-bandet (71-76, 81-86 och 92-95 GHz) i allt högre utsträckning. Inom några år kommer man med all sannolikhet att behöva använda ännu högre frekvenser. Frekvensområdet mellan 100 GHz och 1 THz är idag ett dåligt utnyttjat frekvensområde eftersom dagens halvledarteknologier inte medger att generera tillräckligt hög effekt - man talar om THz-gapet. Vårt projekt syftar till att utveckla elektronik som löser detta problem genom att utveckla ny elektronik inom detta frekvensområde Den teknik som vi vill utveckla har även andra användningsområden; inom säkerhetområdet kan s k THz-kameror användas för att upptäcka gömda vapen (beskrivet av TV4 http://www.tv4play.se/nyheter_och_debatt/nyheterna?title=osynlig_sakerhetskontroll&videoid=2097018). Andra användningsområden är sensorer för övervakning av industriella processer, radarsystem som kan se genom dimma och rök, satellitburna radiometrar för väder- och klimat-data (temperatur, vatteninnehåll i atmosfären osv), radioastronomi, medicintillämpningar som exempelvis hudcancerdetektering. Genom att använda de höga bandbredder som står till förfogande inom frekvensområdet 100 GHz och 1 THz, kan mängden information som överförs per tidsenhet öka med 10-100 gånger jämfört med dagens system. Samtidigt finns det, med den föreslagna tekniken, potential att minska den totala energiförbrukningen för att överföra en viss mängd data, eftersom energiåtgången för att överföra datamängden minskar med ungefär samma faktor. Vi kommer att utveckla elektronik och konstruktionsmetoder speciellt inriktade mot radiokommunikation och radar för dessa frekvenser, med typisk räckvidd upp till ett par km. Projektet sker i samarbete mellan två forskargrupper vid Chalmers Tekniska Högskola, Projektet är multidisciplinärt och innefattar, halvledarfysik och komponentfysik, kretsdesign, kretstillverkning, antenner och teorier för trådlös kommunikation.

Deltagare

Herbert Zirath (kontakt)

Professor vid Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap (MC2), Mikrovågselektronik

Sona Carpenter

Doktorand vid Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap (MC2), Mikrovågselektronik

Bing Zhang

Forskare vid Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap (MC2), Mikrovågselektronik

Samarbetspartners

Beijing Institute of Technology

Beijing, China

Ericsson AB

Stockholm, Sweden

Finansiering

Vetenskapsrådet (VR)

Finansierar Chalmers deltagande under 2014–2017

Relaterade styrkeområden och infrastruktur

Hållbar utveckling

Drivkrafter

Mer information

Projektet på Chalmers webb

http://www.chalmers.se/en/projects/Pages/G...

Senast uppdaterat

2015-12-12