無線電干擾是一件讓人頭疼的事情，無論是調(diào)皮的嬰兒監(jiān)視器打斷了你的Wi-Fi，還是充滿智能手機信號的體育場互相淹沒。

然而，麻省理工學(xué)院的天才們表示，他們已經(jīng)開發(fā)出一種無線電芯片，可以在干擾信息之前主動屏蔽不需要的頻率，從而看穿最嘈雜的射頻地獄。

該芯片的開發(fā)是為了應(yīng)對與5G和其他無線通信標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的日益增長的挑戰(zhàn)。麻省理工學(xué)院電氣工程和計算機科學(xué)助理教授內(nèi)加爾·里斯卡里米安解釋說，它的靈感來自幾個相鄰的領(lǐng)域，包括數(shù)字信號處理和應(yīng)用電子學(xué)。

這項工作在上周的國際固態(tài)電路會議(ISSCC)上展示，并在最近的一篇博客文章中詳細介紹，它將一些現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)合到一個新的無線電芯片中，研究人員說，它可以對抗比現(xiàn)有寬帶接收器高40倍的射頻干擾。更重要的是，他們說這種方法不需要大型笨重的濾波設(shè)備。

據(jù)參與該項目的麻省理工學(xué)院研究生Reiskarimian和Soroush Araei介紹，即使在目前的開發(fā)階段，這種芯片也足夠小，只有0.65平方毫米，可以用于移動設(shè)備。雖然基于這種設(shè)計，5G被強調(diào)為無線電的潛在應(yīng)用，但他們指出，沒有理由不能將其用于Wi-Fi等其他無線信號。

他們向The Reg解釋說：“5G覆蓋的頻率范圍很廣。”“其中許多頻段都是在Wi-Fi和藍牙等其他技術(shù)之上或非常接近。聲稱這項工作對5G有用是一個涵蓋了6GHz以下頻段所有信號頻率的總括性聲明。”

該芯片的基本設(shè)計基于混頻器優(yōu)先架構(gòu)，之所以這樣稱呼是因為它在解碼信號之前去掉了不需要的頻率。然而，單靠這種方法并不能防止諧波干擾。

如果你不熟悉，諧波干擾發(fā)生在目標(biāo)頻率的數(shù)倍。研究人員解釋說，例如，1GHz、2GHz和5GHz都是諧波頻率。他們補充說，這種干擾很難過濾掉，因為電子設(shè)備通常很難區(qū)分它們。

Araei解釋說：“許多其他寬帶接收器在了解比特的含義之前不會對諧波進行任何處理。”“我們希望盡快消除諧波，以避免丟失信息。”

為了對抗這些頻率，研究人員將一種用于數(shù)字信號處理的技術(shù)，稱為塊數(shù)字濾波，應(yīng)用于使用電容器的模擬環(huán)境。并聯(lián)或按順序連接的電容器的不同排列方式可以有效地阻擋這些諧波，但往往有降低信號的副作用。

為了避免這種信號損失，Reiskarimian的團隊使用了一種經(jīng)過仔細校準(zhǔn)的堆疊電容器組合。結(jié)果是大部分干擾可以被過濾掉，而不損害所需頻率的完整性。

“人們以前單獨使用過這些技術(shù)——電荷共享和電容器堆疊，但從未一起使用過，”Araei說。“我們發(fā)現(xiàn)，這兩種技術(shù)必須同時使用才能獲得這種好處。”

研究人員認為，這項技術(shù)在嘈雜的射頻環(huán)境中有實際應(yīng)用。隨著由大量高低頻頻譜組成的5G網(wǎng)絡(luò)變得越來越普遍，他們預(yù)計這項技術(shù)將變得越來越重要。

還有一些挑戰(zhàn)有待解決。其中兩個，我們被告知，正在擴展頻率范圍和優(yōu)化芯片的性能，以解決特定的用例。

然而，瑞斯卡里米安和阿雷認為，他們的研究成果很快就會應(yīng)用到智能手機和其他無線技術(shù)領(lǐng)域。

他們表示：“集成電路的發(fā)展非常迅速，特別是涉及到無線技術(shù)時。”“我們的技術(shù)和我們用來實現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)可以在幾年之內(nèi)很容易地應(yīng)用到商業(yè)電臺上。”

編輯：黃飛

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