Förbereder för 6G

Mobildatatrafiken ökar dramatiskt varje år och de lågfrekvensband som 5G-näten utnyttjar börjar bli överbelastade. För att möjliggöra framtida 5G+-applikationer, produkter och tjänster utvecklar forskare i Sverige och Taiwan tillsammans robusta och energieffektiva integrerade antennsystem för frekvenser över 100 GHz.

Projektledare är Marianna Ivashina, professor vid Antennsystem på Chalmers, och hon framhåller att samarbetet de har med forskare i Taiwan är en förutsättning för framgång.
– I Sverige är vi experter på antennsystem och trådlösa nätverk, i Taiwan är de experter på halvledare. I vårt projekt för vi samman två världar och skapar möjligheter för världsledande forskare att tillsammans lösa samhällskritiska problem. Samarbetet inom projektet skapar också många ringar på vattnet, vi har redan sett startups och patent från forskningen som utvecklas vidare i nära samspel mellan länderna.

Måste hitta nya vägar
Bakgrunden till projektet är den snabba digitala utvecklingen som sker med smarta städer, autonoma industrier, avancerade lösningar inom sjukvården och mycket annat.
– Idag utnyttjar digitala applikationer och trådlösa nätverk frekvenser på upp till 30 GHz, vanligast är cirka 7 GHz. Då de frekvenserna börjar bli överbelastade måste vi tänka nytt och en möjlighet är att övergå till frekvenser på över 100 GHz. För att göra det krävs helt ny teknologi som ännu inte finns tillgänglig.
Hon och hennes kollegor vill bidra till framtida lösningar genom att ta fram antennlösningar för frekvenser över 100 GHz.
– Det finns två grundläggande utmaningar för att lyckas: den ena är begränsningar i tillgänglig teknik, bland annat elektronik, och den andra är ett vetenskapligt glapp som bara kan lösas genom multidisciplinär forskning.

Guldgruva för studenter
Antenner för höga frekvenser blir betydligt mindre, går man från 10 GHz till 100 GHz innebär det att antennerna blir cirka 10 gånger mindre.
– Det medför i sin tur en del problem, bland annat tillverkningsmässigt men även hur de kan integreras med elektroniken. Elektroniken krymper inte lika mycket vilket innebär att en antenn blir lika stor eller mindre än ett chip.
För att lösa alla utmaningar samarbetar experter från tre olika discipliner – antennutveckling, integrerade halvledare och mikrotillverkning.
– Som professor känner jag ett ansvar mot framtida forskare och vill visa att ett multidisciplinärt projekt som detta är en guldgruva för studenter, avslutar Marianna Ivashina.