新型等離子硅天線助力下一代超快無線網絡

　　英國《新科學家》網站近日為我們描述了一副美妙的未來圖景：早晨出發上班前，智能手機可以為人們下載最新的電視系列片；盡管路上有霧，人們駕車上班也會變得很容易，因為汽車內置的雷達和智能交通軟件能自動引導駕駛員繞過交通擁堵，使人們能按時到達；到達會場后，高清視頻可以毫無瑕疵地實時傳到桌面電腦上為人們所用。

　　使用僅包含電子的等離子體制成的新式天線將會引導我們的夢想進入現實。而且，據美國《大眾科學》網站報道，這種等離子天線可能不僅給高速無線通訊領域帶來革命性變化，也可能導致雷達天線陣和定向高能武器領域出現巨變。

　　目前廣泛使用的傳輸高頻無線電波的定向天線需要昂貴的材料或精確的構造。但由英國等離子天線公司研制生產的新式等離子硅天線（PSiAN）則依靠現有硅芯片制備技術即可制造，成本相當低廉。

　　PsiAN實際上是一塊硅晶片上數以千計二極管的集合體，當被激活時，每個二極管會產生小型電子云——等離子體，其跨度約為0.1毫米，在電子密度足夠大的情況下，每個電子云會像鏡子一樣反射高頻無線電波，通過有選擇性地激活二極管，可以改變反射區域的形狀來聚焦無線電波束，并使其按指定方向前行。使用普通天線時，高頻無線電波會立刻消散，而PsiAN則能聚焦高頻無線電波，這種“聚焦光束”的能力可以對大量數據進行超速傳播，成為下一代無線高速傳播設備頗具吸引力的選擇。

　　據外電報道，英特爾公司西雅圖實驗室的研究員安莫爾·塞絲表示，這種能聚焦光束的天線是下一代高速無線應用成為可能的關鍵。

　　目前有兩種等離子天線：諸如PsiAN這樣的半導體或固體天線以及氣體天線。這兩種天線都適合用來聚焦高頻無線電波，但固體天線因為更緊湊且沒有移動零件而廣受支持，它們很適合用于下一代超快速的無線網絡（Wi-Gig）。

　　現有Wi-Fi的最快傳速為每秒54兆，而Wi-Gig標準要求傳輸速度至少在每秒1千兆至7千兆之間——以這樣的速度，足以在數秒內下載完一部電視節目。Wi-Fi使用的是2.4千兆的無線電波，而Wi-Gig則要求更高頻率的無線電波（60千兆赫）。在這些頻率范圍內的信號很快會消散，除非它們被緊緊地聚集起來，PsiAN可以做到這一點。

　　等離子天線公司業務發展主任伊安·拉塞爾表示：“PsiAN很小，足以安裝在手機上。高頻意味著波長更短，因此，需要的天線更小，也就是需要的硅更少，讓其成本更低廉。”另外，因符合目前的安全標準，這種天線也不會引起任何健康問題，光線更窄也意味著它們比目前全方向天線 “溢出”的輻射更少。

　　除了無線傳輸的速度更快以外，等離子天線也可以用來制造安裝在汽車上的低成本微型雷達系統幫助司機避免撞車。其毫米長的波能“看透”大霧或雨水，而且，另一套天線能收聽實時交通路況。

　　美國軍方對固態等離子天線也非常感興趣，希望用其來制造體積較小但能量更集中的定向高能武器——“主動驅逐系統”（ADS），該武器使用一束64千兆赫茲的無線電波加熱人的皮膚，讓人痛苦難當，但目前的設計是使用一個2米寬、機械定向的天線，并將其安裝在一輛大卡車上。使用更小、更輕量的等離子天線來替代目前的天線將使該武器能發出多束狹窄的光束有選擇性地同時攻擊多人。

　　美國馬薩諸塞州Haleakala研發公司的泰德·安德森多年來一直致力于研發氣體等離子天線，他指出，盡管固體等離子天線更緊湊，但其僅僅限于高頻波，使得某些應用變得很棘手，例如，在50兆赫茲下工作的室內Wi-Gig路由器傳播的無線電波不能透過墻壁，因此，信號不得不在房間內到處反射。

　　安德森表示：“半導體等離子天線適用于1千兆赫茲到100千兆赫茲之間的高頻無線電波，從理論上來講，氣態等離子天線就沒有頻率的上下限。”

　　拉塞爾表示，PsiAN將于兩年內進行商業化生產，現在，隨著我們需要不斷將電影和高質量圖片在電視和手機之間轉換，唯一不需要線路的方式將是超快無線連接，當它來到我們身邊時，它可能是以等離子形式到來。