工程学教授想通过操控“固体中的声波”来彻底改变无线通信领域

所有现代无线通信——从收音机到手机——都涉及一个转换过程。天线接收射频信号，天线后面的组件将这些频率转换为电信号，无论是模拟的还是数字的。

称为信号处理，设备“需要能够从噪声中区分出信号”，东北大学电气与计算机工程助理教授西达尔塔·戈什说。“为了同时支持各种通信渠道，”他继续说道，“比如语音、文本和数据等，你需要能够隔离这些频带。”

“信号处理基本上是指使用不同的方法从嘈杂的背景中隔离这些信号的能力，”戈什说。

而现代无线世界非常嘈杂。在任何给定时刻，都有无数信号在空中传播——甚至你家中的Wi-Fi网络也使用射频来传输信息。要开发能够解析这些交织的信号并将其转换为手机等设备能够读取的内容（例如，文本消息或来电）的设备，需要（微型）工程技术的壮举。

戈什指出，天线后面有多种组件，称为射频前端（RFFE）设备，如“滤波器、放大器和混频器”。戈什设计的特定组件通过操作“固体中的声波”来实现信号转换，他说道。

将射频“这是电域中的”，戈什指出，通过固体材料转换为物理振动，它以声波的形式穿越所谓的“压电”材料。

由于声波的传播速度远低于光速，“使用声波制作的滤波器在某些方面优于会涉及分立组件（如电感器和电容器）的竞争性传统技术。”

戈什的声学材料有可能取代这些传统组件。

通过依赖介质中的模拟振动，戈什的信号处理器可以绕过先前关键的电子元件，同时融入它们的功能。

由于“声波的传播速度远低于光速”，他说，大约低“五个数量级”，这意味着“设备的尺寸可以非常紧凑”。

但这些并不是你能听到的声波。

在微芯片尺度上振动，这些模拟振动可以由下游更远的其他组件读取并转换为数字信号。

戈什还致力于“将这些声波与芯片上引导的光进行接口”，他说道。戈什和他的团队可以在氮化铝等材料中使用声波来“引导和控制光的流动”，调制光学信号以满足更专业的需求。

戈什设想了“能够在这些所有领域中工作的设备”，处理多种信号，但“不需要增加制造和生产的复杂性”，从而降低成本和设备尺寸。

由声波调制的光学信号处理也有潜力改善下一代量子计算。