L'université du Texas, le fournisseur d’instruments de test et mesure Rohde & Schwarz et la société américaine FormFactor, spécialiste des systèmes de test de semi-conducteurs, ont collaboré afin de caractériser une nouvelle technologie de commutation RF qui améliore la durée de vie des batteries, prend en charge des largeurs de bande élevées et permet d’atteindre des vitesses de commutation plus rapides.

Dans le cadre de cette collaboration, l’analyseur de réseau vectoriel ZNA à quatre ports de Rohde & Schwarz, connecté aux convertisseurs de fréquence ZC170 de la société, a permis la mesure des paramètres S dans la bande D (110 GHz à 170 GHz). L'université du Texas d’Austin, de son côté, a publié en 2020 des résultats de recherche portant sur une nouvelle technologie de commutation RF à base de nitrure de bore hexagonal (hBN, Hexagonal Boron Nitride). Cette technologie économe en énergie permet de couvrir de plus larges bandes passantes et d’atteindre des vitesses de commutation élevées.

Pour ce projet, la technologie de commutation RF a été caractérisée dans les gammes de fréquences sub-THz, notamment dans la bande D qui sera utilisée pour les applications de communication de prochaine génération, au-delà de la 5G. Les commutateurs RF sont ici utilisés par diverses formes d'émetteurs-récepteurs. Ils permettent notamment aux actuels smartphones 4G et 5G de basculer du mode d’émission au mode de réception ou entre différentes bandes de fréquence, réseaux et technologies. Alors que les commutateurs actuellement employés fonctionnent en permanence pour assurer le passage d'un état à l'autre, ce qui entraîne une surconsommation d'énergie et affecte l'autonomie de la batterie de l'appareil.

La  technologie développée par l’université du Texas d’Austin, de son côté, demeure hors tension jusqu'à ce qu’il soit nécessaire de commuter d’un état à un autre. Ce qui la rend, selon ses promoteurs, jusqu'à 50 fois plus efficace sur le plan énergétique.

« Nous avons développé un commutateur RF qui va permettre de faire significativement progresser les technologies de communication de prochaines générations, assure Deji Akinwande, professeur au département de génie électrique et informatique de la Cockrell School of Engineering de l'université du Texas. Grâce aux solutions de test et de mesure de Rohde & Schwarz et de FormFactor, nous avons pu caractériser cette technologie aux fréquences situées dans la bande D qui suscite un intérêt à l’échelle mondiale pour les bandes millimétriques de la 5G et les bandes sub-THz de la future 6G, ainsi que les applications dans le domaine des ondes térahertz et de l'informatique quantique. »

La solution mise en œuvre a permis d'effectuer des mesures de paramètres S et de distorsion d'intermodulation sur une bande de fréquence allant de 110 GHz à 170 GHz. Pour ce faire, l’analyseur de réseau vectoriel dispose en face arrière d'entrées FI (fréquence intermédiaire) destinées aux signaux de référence et de mesure, ainsi qu'au signal de l’oscillateur local de haute puissance indispensable aux deux convertisseurs de fréquence. Les ports situés en face avant, généralement utilisés pour ces signaux, restent ainsi disponibles pour réaliser des mesures complémentaires jusqu'à 43 GHz - sans nécessité de recalibrer l'instrument. Les convertisseurs de leur côté ont été déployés dans la station de test sous pointe Cascade Summit 12000 de FormFactor, montée sur le système de positionnement à ondes millimétriques. L'outil logiciel WinCal XE de FormFactor a permis l’étalonnage de l'ensemble du système de test.