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美国加州大学尔湾分校(University of California-Irvine；UCI)的研究人员日前发表一款毫米波辐射器系统单芯片(SoC)，可作为手持式医疗诊断装置中的发射器元件，让医师只需扫描病人的身体，就能像电影《星舰迷航记》 (Star Trek)中麦考依医生(Bones McCoy)使用“三度仪”一样进行诊断。

研究人员在日前于美国加州举行的国际固态电路会议(ISSCC)发表该装置，它被称为是至今具有最强大和最高效率G频(110至300GH)的SoC辐射器。

UCI电子工程和电脑科学教授Payam Heydari表示：“这项获专利的装置可应用在包括成像、感测、光谱、雷达以及短距离室内通讯。”Payam Heydari与其研究生Peyman Nazari联手进行这项研究。

研究人员们将该芯片称为SoC，因为它可同时作为谐振器、功率组合器与辐射器，从而免于使用藕合网路和天线缓衝器的一般多芯片设置。藉由实现宽鬆天线与接收机校正，这款尺寸约5.8平方毫米的硅锗BiCMOS芯片使用超越线性极化讯号的循环极化放射，能以-99.3dBc/Hz相位杂讯达到14dBm的等效全向辐射功率(EIRP)。

Heydari说：“我们发现了一种革命性的想法，利用一种带有多埠激励的芯片腔，即可实现极高效率的辐射器。”

为了达到应用品质的性能要求，诸如区分正常与恶性内部器官的医疗扫描器(传送其输出至云端进行分析并即时诊断)应用，研究人员还必须将该架构扩展到更高的功率阵列。

“我们将利用这个元素来设计辐射器阵列，以实现瓦特级(watt-level)的等效辐射功率，如今这还是一个未被涉及的研究领域，”Heydari说。

至于未来，该团队计划为医疗以外的特定应用增强其毫米波长(THz)辐射，例如物联网(IoT)装置可用于分析建筑物骨架、重型设备故障、无人驾驶车危险侦测，以及车对车通讯等。