Нов вид мултиплексер Terahertz го удвои капацитетот на податоците и значително ја подобри 6G комуникацијата со невиден опсег и ниска загуба на податоци.
Истражувачите воведоа супер-широк спектар на мултиплексер Terahertz што го удвојува капацитетот на податоците и носи револуционерни достигнувања на 6G и пошироко. (Извор на слика: Getty Images)
Безжичната комуникација од следната генерација, претставена со технологијата Terahertz, ветува дека ќе го револуционизира преносот на податоци.
Овие системи работат на фреквенциите на Terahertz, нудејќи неспоредлив опсег за ултра брз пренос и комуникација на податоци. Сепак, за целосно реализирање на овој потенцијал, мора да се надминат значајни технички предизвици, особено во управувањето и ефикасно користење на достапниот спектар.
Напредокот на ваков предизвик се осврна на овој предизвик: првиот ултра-широкопојасен интегриран интегриран Terahertz поларизација (DE) мултиплексер реализиран на силиконска платформа без подлога.
Овој иновативен дизајн е насочен кон Sub-Terahertz J Band (220-330 GHz) и има за цел да ја трансформира комуникацијата за 6G и пошироко. Уредот ефикасно го удвојува капацитетот на податоците додека одржува ниска стапка на загуба на податоци, отворајќи го патот за ефикасни и сигурни безжични мрежи со голема брзина.
Тимот што стои зад оваа пресвртница вклучува професор со Ауат Виајаханхулул од Универзитетот во Аделаид Школата за електротехника и машинство, д -р Ваиџи Гао, сега постдокторски истражувач на универзитетот Осака и професорот Масајуки Фуџита.
Професорот Вејјахуманнкулул изјави: „Предложениот мултиплексер за поларизација овозможува повеќекратни протоци на податоци да се пренесуваат истовремено во рамките на истиот фреквентен опсег, ефикасно удвојувајќи го капацитетот на податоците“. Релативната ширина на опсег постигнат од уредот е невиден во кој било опсег на фреквенција, што претставува значителен скок за интегрирани мултиплексери.
Мултиплексите за поларизација се од суштинско значење во современата комуникација бидејќи им овозможуваат на повеќе сигнали да го споделат истиот фреквентен опсег, значително подобрување на капацитетот на каналот.
Новиот уред го постигнува ова со користење на конусни спојници за насоки и анизотропско ефикасно средно обложување. Овие компоненти ја подобруваат поларизацијата на поларизацијата, што резултира во висок однос на истребување на поларизација (ПЕР) и широк опсег - карактеристики на клучеви на ефикасни системи за комуникација Terahertz.
За разлика од традиционалните дизајни кои се потпираат на сложени и асиметрични бранови зависни од фреквенцијата, новиот мултиплексер користи анизотропско обложување со само мала зависност од фреквенција. Овој пристап целосно го користи обилниот опсег на опсегот обезбеден од конусни спојници.
Резултатот е фракционо ширина на опсег близу 40%, просек по надминување од 20 dB, и минимална загуба на вметнување од приближно 1 dB. Овие метрика за перформанси далеку ги надминуваат оние на постојните оптички и микробранови дизајни, кои честопати страдаат од тесен опсег и голема загуба.
Работата на истражувачкиот тим не само што ја подобрува ефикасноста на системите Terahertz, туку и ги поставува темелите за нова ера во безжична комуникација. Д -р Гао истакна: „Оваа иновација е клучен двигател во отклучувањето на потенцијалот на комуникацијата Терахерц“. Апликациите вклучуваат видео стриминг со висока дефиниција, зголемена реалност и мобилни мрежи од следната генерација како 6G.
Традиционални решенија за управување со поларизација на Terahertz, како што се трансформатори на ортогонален режим (OMT) засновани на правоаголни метални бранови, се соочуваат со значителни ограничувања. Металните бранови на бранови доживуваат зголемени загуби на ом на повисоки фреквенции, а нивните процеси на производство се сложени заради строги геометриски барања.
Мултиплексери за оптичка поларизација, вклучително и оние што користат интерферометри на Mach-Zehnder или фотонски кристали, нудат подобра интеграција и пониски загуби, но честопати бараат размена помеѓу широчината на опсегот, компактноста и производствената сложеност.
Дирекциските спојници се користат во оптички системи и бараат силна поларизација на бирефринцијата за да се постигне компактна големина и висока по. Сепак, тие се ограничени со тесен опсег и чувствителност на производство на толеранции.
Новиот мултиплексер ги комбинира предностите на конусните насоки за спојување и ефикасното средно обложување, надминувајќи ги овие ограничувања. Анизотропното обложување покажува значителна бирефригенција, обезбедувајќи високо ниво по широк опсег. Овој принцип на дизајн означува заминување од традиционалните методи, обезбедувајќи скалабилно и практично решение за интеграција на Terahertz.
Експерименталната валидација на мултиплексерот ги потврди нејзините исклучителни перформанси. Уредот работи ефикасно во опсегот 225-330 GHz, постигнувајќи фракционо ширина на опсег од 37,8% додека одржува по над 20 dB. Неговата компактна големина и компатибилност со стандардни процеси на производство го прават погоден за масовно производство.
Д-р Гао забележа: „Оваа иновација не само што ја подобрува ефикасноста на комуникациските системи на Терахерц, туку го отвора и патот за помоќни и сигурни безжични мрежи со голема брзина“.
Потенцијалните апликации на оваа технологија се протегаат надвор од комуникациските системи. Со подобрување на користењето на спектарот, мултиплексерот може да вози напредок во полиња како што се радарот, сликањето и Интернетот на нештата. „Во рок од една деценија, очекуваме овие технологии на Терахерц да бидат широко усвоени и интегрирани во разни индустрии“, изјави професорот Вејјаханкул.
Мултиплексот исто така може да биде беспрекорно интегриран со претходните уреди за зрачење развиени од тимот, овозможувајќи напредни функционалности за комуникација на унифицирана платформа. Оваа компатибилност ја истакнува разноврсноста и приспособливоста на ефективната платформа за диелектрични бранови на средно облекување.
Наодите од истражувањето на тимот се објавени во списанието Ласер и Фотонски прегледи, нагласувајќи го нивното значење во унапредувањето на фотонската технологија Терахерц. Професорот Фуџита забележа: „Со надминување на критичните технички бариери, оваа иновација се очекува да ја стимулира интересот и истражувачката активност на оваа област“.
Истражувачите предвидуваат дека нивната работа ќе инспирира нови апликации и понатамошни технолошки подобрувања во наредните години, што на крајот ќе доведе до комерцијални прототипови и производи.
Овој мултиплексер претставува значителен чекор напред во отклучувањето на потенцијалот на комуникацијата на Терахерц. Поставува нов стандард за интегрирани уреди Terahertz со своите невидени метрика за изведба.
Бидејќи побарувачката за брз, комуникациски мрежи со голема капацитет продолжува да расте, ваквите иновации ќе играат клучна улога во обликувањето на иднината на безжичната технологија.
Време на објавување: ДЕЦ-16-2024