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電磁頻譜本身是現(xiàn)代世界最寶貴的資源之一；只有極小部分頻譜適合用于無線通信，主要是無線電波，占整個頻譜的不到十億分之一。
這部分頻譜的頻段受到美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）的嚴格控制，該委員會直到最近才將頻率范圍 3（FR3）頻段（包括約7 GHz 至 24 GHz的頻率）提供給商業(yè)使用。(1赫茲相當于電磁波每秒經(jīng)過一個點時的一次振蕩；1千兆赫茲或GHz相當于每秒經(jīng)過十億次這樣的振蕩）。
到目前為止，無線通信大多使用較低頻段。Olsson說:“目前我們的工作頻段為 600 MHz 至 6 GHz，就是 5G、4G、3G。” 
無線設(shè)備針對不同頻率使用不同的濾波器，因此覆蓋所有頻率或頻段需要大量濾波器，而這些濾波器會占用大量空間。典型的智能手機包含 100 個以上的濾波器，以確保不同頻段的信號不會相互干擾。
賓夕法尼亞大學工程師開發(fā)出一種可調(diào)節(jié)濾波器，即使在電磁波譜的較高頻段也能成功防止干擾。
賓夕法尼亞大學工程學院電氣與系統(tǒng)工程（ESE）副教授、《自然-通訊》（Nature Communications）雜志上一篇介紹該濾波器的論文的資深作者Troy Olsson說： “我希望它能實現(xiàn)下一代無線通信。”
Olsson 表示：“FR3 頻段最有可能用于 6G 或 Next G，目前小型濾波器和低損耗開關(guān)技術(shù)在這些頻段的性能非常有限。擁有一個可以在這些頻段上進行調(diào)諧的濾波器意味著不必在手機中再安裝 100 多個帶有許多不同開關(guān)的濾波器。像我們創(chuàng)建的濾波器是使用 FR3 頻段的最可行途徑。”
使用更高頻率波段帶來的一個復雜問題是，許多頻率已經(jīng)為衛(wèi)星預留。埃隆-馬斯克的 “星鏈”（Starlink）就在這些頻段工作。Olsson指出：“軍方--他們已經(jīng)被擠出了許多較低的頻段。他們不會放棄位于這些頻段的雷達頻率，也不會放棄他們的衛(wèi)星通信。”
因此，Olsson 的實驗室與同事 Mark Allen、ESE 的 Alfred Fitler Moore 教授、ESE 的副教授 Firooz Aflatouni 及其各自的團隊合作，設(shè)計了可調(diào)節(jié)的濾波器，以便工程師可以使用它來選擇性地過濾不同的頻率，而不必使用單獨的濾波器。
使濾波器可調(diào)節(jié)的是一種獨特的材料，即“釔鐵石榴石”（YIG），它是稀土金屬釔與鐵和氧的混合物。YIG 的特別之處在于它能傳播磁自旋波，簡單地說就是電子以同步方式旋轉(zhuǎn)時在磁性材料中產(chǎn)生的波。
當暴露于磁場中時，YIG 產(chǎn)生的磁自旋波會改變頻率。通過調(diào)整磁場， YIG 濾波器可以在極寬的頻帶上實現(xiàn)連續(xù)的頻率調(diào)諧。
因此，新濾波器可以調(diào)整到 3.4 GHz 至 11.1 GHz 之間的任何頻率，這涵蓋了 FCC 在 FR3 頻段開辟的大部分新領(lǐng)域。
除了可調(diào)之外，新濾波器還非常小——大約只有 25 美分硬幣大小，而前幾代 YIG 濾波器則看起來像一大包索引卡片。
這種新型濾波器體積如此之小，未來可能被嵌入到手機中，原因之一是它所需的功率非常小。研究團隊設(shè)計了一種零靜態(tài)功率磁偏置電路，這種電路不需要任何能量就能產(chǎn)生磁場，除了偶爾的脈沖來重新調(diào)整磁場。