普林斯顿大学的研究人员在开发一种天线阵列方面迈出了一步，这种天线阵列可以涂在飞机的机翼上，作为皮肤贴片向医疗植入物传输信号，或者作为墙纸覆盖一个房间，与物联网（IoT）设备通信。

这项技术可以使新兴的5G和6G无线网络的许多用途成为可能，它以大面积电子学为基础，是一种在薄而灵活的材料上制造电子电路的方式。研究人员在10月7日发表在《自然-电子学》上的一篇论文中描述了其发展。

这种方法克服了传统硅半导体的局限性，它可以在5G应用所需的高无线电频率下工作，但只能做到几厘米宽，而且很难组装成低功耗设备增强通信所需的大型阵列。

"为了实现这些大尺寸，人们已经尝试将数百个小微芯片离散整合。但这并不实际--它不是低成本的，它不可靠，它在无线系统层面上是不可扩展的。"高级研究作者、电气和计算机工程教授和普林斯顿大学凯勒工程教育创新中心主任Naveen Verma说。

你想要的是一种可以原生扩展到这些大尺寸的技术。好吧，我们有这样的技术--它是我们用于显示器的技术，如计算机显示器和液晶显示器（LCD）电视，这些都使用了薄膜晶体管技术，Verma和他的同事将其改编为用于无线信号。

研究人员使用氧化锌薄膜晶体管创建了一排1英尺长（30厘米）的三个天线，这种设置被称为相控阵。相控天线阵列可以发射窄波束信号，这些信号可以通过数字编程来实现所需的频率和方向。阵列中的每根天线都以特定的时间延迟发射信号，这些信号之间的建设性和破坏性干扰加起来形成了一个集中的电磁波束--类似于池塘中水滴产生的涟漪之间的干扰。

研究的主要作者Can Wu说，他是斯坦福大学的博士后研究员，今年早些时候在普林斯顿大学完成了电子和计算机工程的博士学业，但相控阵可以将光束电性地扫描到不同的方向，因此你可以进行点对点的无线通信。

相控阵天线已经在长距离通信系统中使用了几十年，如雷达系统、卫星和蜂窝网络，但普林斯顿大学团队开发的技术可以为相控阵带来新的灵活性，使它们能够在与以前的系统不同的无线电频率范围内工作。

吴说："大面积电子技术是一种薄膜技术，因此我们可以在一个跨度为数米的柔性基底上构建电路，我们可以将所有的元件单片集成到一个具有一张纸的外形尺寸的薄片上。"

在这项研究中，研究小组在玻璃基板上制造了晶体管和其他元件，但是类似的工艺也可以用来在柔性塑料上制造电路。这种类型的天线系统几乎可以被安装在任何地方。当像房间里的墙纸一样使用时，它可以实现与温度或运动传感器等物联网设备的分布式网络的快速、安全和节能的通信。

拥有一个灵活的表面的天线也可能对卫星有利，因为卫星是以紧凑的形式发射的，在到达轨道时展开，大面积的天线可能对与飞机的长距离通信有利。

对于飞机，由于其距离很远，你会失去很多信号功率，你希望能够以高灵敏度进行通信。机翼是一个相当大的区域，所以如果你在那个机翼上有一个单点接收器，它不会有太大的帮助，但如果你能把捕捉信号的区域量扩大一百或一千倍，你就可以减少你的信号功率，提高你的无线电的灵敏度。