Japon araştırmacılar, mobil cihazlarda 6G destekli ultra yüksek hızlı kablosuz bağlantıyı mümkün kılacak, 150 GHz frekansında çalışan düşük güçlü ve son derece kompakt bir radyo modülü geliştirdi. Tokyo Bilim Enstitüsü Mühendislik Fakültesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü’nden Prof. Kenichi Okada liderliğindeki ekip, bu çığır açıcı çalışmayı 8 Haziran 2025’te Kyoto’da başlayacak VLSI Teknolojisi ve Devreleri Sempozyumu’nda sundu.
TERAHERTZ SINIRINA DOĞRU
6G teknolojisinin hedefi, 100 Gbps’yi aşan veri hızlarına ulaşarak mevcut mobil teknolojilerin çok ötesine geçmek. Bu devrim niteliğindeki hızlar, 110–170 GHz arasındaki D-bandı frekanslarını gerektiriyor. Ancak bu bant, sinyal yayılım kayıpları ve temel devre bileşenlerinin karmaşıklığı nedeniyle önemli teknik zorluklar içeriyor. Şimdiye dek bu yüksek frekanslar, çoğunlukla baz istasyonları gibi büyük ölçekli sistemlerle sınırlı kalmıştı.
Okada ve ekibi, bu bariyerleri aşarak, terminal cihazlara yani akıllı telefonlara ve IoT cihazlarına entegrasyonu mümkün kılacak radikal bir mühendislik yaklaşımı benimsedi.
YENİLİKÇİ DEVRE TASARIMI
Yeni geliştirilen modülün kalbinde, enjeksiyon kilitli üçleme faz kaydırıcısı yer alıyor. Bu sistem, geleneksel tasarımlarda yüksek enerji tüketen yerel osilatör tamponlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırıyor. Faz kaydırıcı, doğrudan miksere bağlanarak hem frekans hassasiyetini koruyor hem de maksimum voltaj çıkışı sağlıyor.
Bir diğer kritik yenilik ise bi-aktif alt-harmonik mikser. Yerel osilatörün yarı frekansında çalışarak sızıntıyı minimuma indiriyor ve hem alım hem iletim işlemlerini tek yapıda gerçekleştirebiliyor. Böylece tasarım, alan kullanımında önemli bir tasarruf sağlarken performanstan ödün vermiyor.
ANTEN TEKNOLOJİSİNDE SIÇRAMA
Araştırma ekibi, anten anahtarını doğrudan amplifikatör eşleştirme ağına entegre ederek klasik parazitik kapasitans sorunlarını ortadan kaldırdı. Bu yöntem, hem sinyal kaybını azaltıyor hem de güç amplifikatörünün hem alım hem de iletim modlarında kullanılmasına olanak tanıyor.
PERFORMANS DEĞERLERİ ŞAŞIRTTI
Yalnızca 8,4 mm x 20 mm boyutlarındaki sekiz elemanlı modül, boyutuna rağmen oldukça yüksek performans gösterdi. Deneysel testlerde 56 Gbps’ye kadar veri aktarım hızı elde edildi. Ayrıca 25,7 dBm’lik etkili yayılan güç ve eleman başına yalnızca 150 mW’lık güç tüketimiyle dikkat çekici bir enerji verimliliği yakalandı.
GERÇEKLİK SINIRLARINI ZORLAYACAK
Yeni geliştirilen bu modül sayesinde mobil VR ve XR teknolojileri başta olmak üzere, medikal ameliyathanelerde kullanılan ultra gerçekçi görselleştirme sistemleri gibi birçok yeni uygulama hayata geçebilecek. Araştırmacılar, bu teknolojinin özellikle sürükleyici eğlence, hassas tıbbi operasyonlar ve gelişmiş endüstriyel otomasyon gibi alanlarda büyük etkiler yaratacağını vurguluyor.
6G’NİN KALBİNE UYGUN
Okada’nın ifadesine göre, geleneksel faz dizili sistemlerle karşılaştırıldığında yeni modül çok daha yüksek bir güç yoğunluğu sunuyor. Bu da onu yalnızca baz istasyonları için değil, mobil cihazlar gibi alan ve enerji açısından sınırlı sistemler için de son derece uygun hale getiriyor.
Bu gelişme, 6G’nin sadece bir altyapı vizyonu olmaktan çıkıp günlük yaşamda mobil cihazlarla somut şekilde kullanılabilmesinin önünü açıyor.
