'N Nuwe soort Terahertz -multiplexer het die datakapasiteit verdubbel en 6G -kommunikasie met ongekende bandwydte en lae dataverlies aansienlik verbeter.
Navorsers het 'n superwye band Terahertz-multiplexer bekendgestel wat die datakapasiteit verdubbel en revolusionêre vooruitgang op 6G en verder bring. (Beeldbron: Getty Images)
Die volgende generasie draadlose kommunikasie, voorgestel deur Terahertz Technology, beloof om die data-oordrag te revolusioneer.
Hierdie stelsels werk by Terahertz-frekwensies en bied ongeëwenaarde bandwydte vir ultra-vinnige data-oordrag en kommunikasie. Om hierdie potensiaal ten volle te verwesenlik, moet beduidende tegniese uitdagings egter oorkom word, veral in die bestuur en effektiewe gebruik van die beskikbare spektrum.
'N Baanbrekende vooruitgang het hierdie uitdaging aangespreek: die eerste ultra-breëband-geïntegreerde Terahertz-polarisasie (DE) multiplexer het op 'n substraatvrye silikonplatform gerealiseer.
Hierdie innoverende ontwerp is gerig op die sub-terahertz j-band (220-330 GHz) en is daarop gemik om kommunikasie vir 6G en daarna te transformeer. Die toestel verdubbel effektief die datakapasiteit terwyl die lae dataverlieskoers gehandhaaf word, wat die weg baan vir doeltreffende en betroubare hoëspoed-draadlose netwerke.
Die span agter hierdie mylpaal bevat professor met die metayachumnankul van die Universiteit van Adelaide se School of Electrical and Mechanical Engineering, Dr. Weijie Gao, nou 'n postdoktorale navorser aan die Universiteit van Osaka, en professor Masayuki Fujita.
Professor Withayachumnankul het gesê: "Die voorgestelde polarisasie -multiplexer laat meerdere datastrome gelyktydig binne dieselfde frekwensieband oorgedra word, wat die datakapasiteit effektief verdubbel." Die relatiewe bandwydte wat deur die toestel verkry word, is ongekend oor enige frekwensiegebied, wat 'n beduidende sprong vir geïntegreerde multiplexers verteenwoordig.
Polarisasie -multiplexers is noodsaaklik in moderne kommunikasie, aangesien dit verskeie seine in staat stel om dieselfde frekwensieband te deel, wat die kanaalkapasiteit aansienlik verbeter.
Die nuwe toestel bereik dit deur gebruik te maak van koniese rigtingkoppelaars en anisotropiese effektiewe mediumbekleding. Hierdie komponente verhoog die polarisasie -breefringing, wat lei tot 'n hoë polarisasie -uitwissingsverhouding (PER) en breë bandwydte - sleutelkenmerke van doeltreffende Terahertz -kommunikasiestelsels.
In teenstelling met tradisionele ontwerpe wat op komplekse en frekwensie-afhanklike asimmetriese golfgeleides staatmaak, gebruik die nuwe multiplexer anisotropiese bekleding met slegs geringe frekwensie-afhanklikheid. Hierdie benadering benut die ruim bandwydte wat deur die koniese koppelaars voorsien word, ten volle.
Die resultaat is 'n fraksionele bandwydte van naby 40%, 'n gemiddelde per meer as 20 dB, en 'n minimum invoegverlies van ongeveer 1 dB. Hierdie prestasie -statistieke oortref baie dié van bestaande optiese en mikrogolfontwerpe, wat dikwels aan smal bandwydte en hoë verlies ly.
Die werkspan se werk verhoog nie net die doeltreffendheid van Terahertz -stelsels nie, maar lê ook die grondslag vir 'n nuwe era in draadlose kommunikasie. Dr Gao het opgemerk: "Hierdie innovasie is 'n belangrike drywer om die potensiaal van Terahertz -kommunikasie te ontsluit." Toepassings sluit in hoëdefinisie-videostroming, Augmented Reality en volgende generasie mobiele netwerke soos 6G.
Tradisionele Terahertz -polarisasiebestuuroplossings, soos ortogonale modus -omskakelaars (OMT's) gebaseer op reghoekige metaalgolfgeleidings, het 'n belangrike beperking. Metaalgolfgeleidings ervaar verhoogde ohmiese verliese by hoër frekwensies, en hul vervaardigingsprosesse is ingewikkeld vanweë streng meetkundige vereistes.
Optiese polarisasie-multiplexers, insluitend dié wat Mach-Zehnder-interferometers of fotoniese kristalle gebruik, bied beter integriteit en laer verliese, maar benodig dikwels inruilings tussen bandwydte, kompaktheid en vervaardigingskompleksiteit.
Rigtingkoppelaars word wyd in optiese stelsels gebruik en benodig sterk polarisasie -breefringing om kompakte grootte en hoog te verkry. Dit word egter beperk deur smal bandwydte en sensitiwiteit vir vervaardigingstoleransies.
Die nuwe multiplexer kombineer die voordele van koniese rigtingkoppelaars en effektiewe mediumbekleding en oorkom hierdie beperkings. Die anisotropiese bekleding het 'n beduidende breefringence, wat 'n hoë bandwydte verseker. Hierdie ontwerpbeginsel is 'n afwyking van tradisionele metodes, wat 'n skaalbare en praktiese oplossing bied vir Terahertz -integrasie.
Eksperimentele validering van die multiplexer het die besonderse prestasie daarvan bevestig. Die toestel werk doeltreffend in die 225-330 GHz-reeks, en behaal 'n fraksionele bandwydte van 37,8%, terwyl die handhawing van 'n meer as 20 dB. Die kompakte grootte en verenigbaarheid daarvan met standaardvervaardigingsprosesse maak dit geskik vir massaproduksie.
Dr Gao het opgemerk: "Hierdie innovasie verhoog nie net die doeltreffendheid van Terahertz-kommunikasiestelsels nie, maar baan ook die weg vir meer kragtige en betroubare draadlose netwerke met 'n hoë snelheid."
Die potensiële toepassings van hierdie tegnologie strek verder as kommunikasiestelsels. Deur die gebruik van spektrumverbruik te verbeter, kan die multiplexer die vooruitgang in velde soos radar, beeldvorming en die Internet of Things dryf. "Binne 'n dekade verwag ons dat hierdie Terahertz -tegnologieë in verskillende bedrywe wyd aangeneem en geïntegreer sal word," het professor Withayachumnankul gesê.
Die multiplexer kan ook naatloos geïntegreer word met vroeëre balkvormende toestelle wat deur die span ontwikkel is, wat gevorderde kommunikasiefunksionaliteite op 'n verenigde platform moontlik maak. Hierdie verenigbaarheid beklemtoon die veelsydigheid en skaalbaarheid van die effektiewe medium-geklede diëlektriese golfleierplatform.
Die navorsingsbevindinge van die span is in die vaktydskrif Laser & Photonic Reviews gepubliseer, met die klem op die belangrikheid daarvan in die bevordering van fotoniese Terahertz -tegnologie. Professor Fujita het opgemerk: "Deur kritiese tegniese hindernisse te oorkom, word verwag dat hierdie innovasie belangstelling en navorsingsaktiwiteit in die veld sal stimuleer."
Die navorsers verwag dat hul werk nuwe toepassings en verdere tegnologiese verbeterings in die komende jare sal inspireer, wat uiteindelik tot kommersiële prototipes en produkte sal lei.
Hierdie multiplexer is 'n beduidende stap vorentoe om die potensiaal van Terahertz -kommunikasie te ontsluit. Dit stel 'n nuwe standaard vir geïntegreerde Terahertz -toestelle met sy ongekende prestasie -statistieke.
Namate die vraag na hoë snelheid, hoë kapasiteit kommunikasienetwerke groei, sal sulke innovasies 'n belangrike rol speel in die vorming van die toekoms van draadlose tegnologie.
Postyd: Desember-16-2024