美國加州大學(xué)爾灣分校(University of California-Irvine；UCI)的研究人員日前發(fā)表一款毫米波輻射器系統(tǒng)單芯片(SoC)，可作為手持式醫(yī)療診斷裝置中的發(fā)射器元件，讓醫(yī)師只需掃描病人的身體，就能像電影《星艦迷航記》 (Star Trek)中麥考依醫(yī)生(Bones McCoy)使用“三度儀”一樣進(jìn)行診斷。

研究人員在日前于美國加州舉行的國際固態(tài)電路會議(ISSCC)發(fā)表該裝置，它被稱為是至今具有最強(qiáng)大和最高效率G頻(110至300GH)的SoC輻射器。

UCI電子工程和電腦科學(xué)教授Payam Heydari表示：“這項獲專利的裝置可應(yīng)用在包括成像、感測、光譜、雷達(dá)以及短距離室內(nèi)通訊。”Payam Heydari與其研究生Peyman Nazari聯(lián)手進(jìn)行這項研究。

研究人員們將該芯片稱為SoC，因為它可同時作為諧振器、功率組合器與輻射器，從而免于使用藕合網(wǎng)路和天線緩衝器的一般多芯片設(shè)置。藉由實現(xiàn)寬鬆天線與接收機(jī)校正，這款尺寸約5.8平方毫米的硅鍺BiCMOS芯片使用超越線性極化訊號的循環(huán)極化放射，能以-99.3dBc/Hz相位雜訊達(dá)到14dBm的等效全向輻射功率(EIRP)。

Heydari說：“我們發(fā)現(xiàn)了一種革命性的想法，利用一種帶有多埠激勵的芯片腔，即可實現(xiàn)極高效率的輻射器。”

為了達(dá)到應(yīng)用品質(zhì)的性能要求，諸如區(qū)分正常與惡性內(nèi)部器官的醫(yī)療掃描器(傳送其輸出至云端進(jìn)行分析并即時診斷)應(yīng)用，研究人員還必須將該架構(gòu)擴(kuò)展到更高的功率陣列。

“我們將利用這個元素來設(shè)計輻射器陣列，以實現(xiàn)瓦特級(watt-level)的等效輻射功率，如今這還是一個未被涉及的研究領(lǐng)域，”Heydari說。

至于未來，該團(tuán)隊計劃為醫(yī)療以外的特定應(yīng)用增強(qiáng)其毫米波長(THz)輻射，例如物聯(lián)網(wǎng)(IoT)裝置可用于分析建筑物骨架、重型設(shè)備故障、無人駕駛車危險偵測，以及車對車通訊等。