Новий тип мультиплексора Terahertz подвоїв ємність даних і значно посилив 6G зв'язок з безпрецедентною пропускною здатністю та низькою втратою даних.
Дослідники запровадили надзвичайно широкий діапазон Terahertz мультиплексор, який подвоює потенціал даних та приносить революційні прогреси до 6G і за її межами. (Джерело зображення: Getty Images)
Бездротова комунікація нового покоління, представлена технологіями Terahertz, обіцяє революціонізувати передачу даних.
Ці системи працюють на частотах Terahertz, пропонуючи безпрецедентну пропускну здатність для надшвидкої передачі даних та зв'язку. Однак, щоб повністю усвідомити цей потенціал, необхідно подолати значні технічні проблеми, особливо в управлінні та ефективному використанні наявного спектру.
Новобезпечний прогрес вирішив цю проблему: перший ультра-обсміжний інтегрований мультиплексор поляризації терагерца (DE), реалізований на платформі без підкладки.
Цей інноваційний дизайн спрямований на субтерахерц J діапазон (220-330 ГГц) і має на меті перетворити спілкування для 6G та за її межами. Пристрій ефективно подвоює ємність даних, зберігаючи низький рівень втрат даних, прокладаючи шлях для ефективних та надійних високошвидкісних бездротових мереж.
Команда, що стоїть за цією віхою, включає професора Вісаяхюманкулу з школи електричної та машинобудування університету Аделаїди, доктора Вейджі Гао, нині докторантуру в університеті Осака та професора Масаюкі Фуджіта.
Професор Ваяхюманкул заявив: "Запропонований мультиплексор поляризації дозволяє одночасно передавати кілька потоків даних в межах однієї смуги частот, ефективно подвоюючи ємність даних". Відносна пропускна здатність, досягнута пристроєм, є безпрецедентною в будь -якому діапазоні частот, що представляє значний стрибок для інтегрованих мультиплексорів.
Поляризаційні мультиплекси є важливими для сучасної комунікації, оскільки вони дозволяють декільком сигналам поділяти однакову діапазон частот, значно підвищуючи ємність каналу.
Новий пристрій досягає цього, використовуючи конічні спрямовані муфти та анізотропну ефективну середовище. Ці компоненти посилюють поляризаційне двоярусне значення, що призводить до високого коефіцієнта вимирання поляризації (на) та широку пропускну здатність - ключових характеристик ефективних систем зв'язку терагерца.
На відміну від традиційних конструкцій, які покладаються на складні та частотні асиметричні хвилеводи, новий мультиплексор використовує анізотропну облицювання лише з незначною частотною залежністю. Такий підхід повністю використовує достатню пропускну здатність, що надається конічними муфтами.
Результатом є дробова пропускна здатність близько 40%, в середньому за перевищення 20 дБ та мінімальна втрата вставки приблизно 1 дБ. Ці показники продуктивності значно перевершують дію існуючих оптичних та мікрохвильових конструкцій, які часто страждають від вузької пропускної здатності та високої втрати.
Робота дослідницької групи не тільки підвищує ефективність систем Terahertz, але й закладає основу для нової епохи в бездротовій комунікації. Доктор Гао зазначив: "Ця інновація є ключовим рушієм у розблокуванні потенціалу зв'язку Терагерца". Програми включають потокове відео високої чіткості, розширену реальність та мобільні мережі наступного покоління, такі як 6G.
Традиційні рішення управління поляризацією терагерца, такі як ортогональні перетворювачі режиму (OMTS) на основі прямокутних металевих хвилеводів, стикаються з значними обмеженнями. Металеві хвилеводи відчувають збільшення омічних втрат на більш високих частотах, а їх виробничі процеси складні через суворі геометричні вимоги.
Оптичні поляризаційні мультиплекси, включаючи ті, що використовують інтерферометри Mach-Zehnder або фотонні кристали, пропонують кращу інтеграцію та менші втрати, але часто вимагають компромісів між пропускною здатністю, компактністю та складністю виготовлення.
Напряжні муфти широко використовуються в оптичних системах і потребують сильного поляризаційного двору для досягнення компактного розміру та високого рівня на. Однак вони обмежені вузькою пропускною здатністю та чутливістю до виробничих допусків.
Новий мультиплексор поєднує в собі переваги конічних спрямованих муфтів та ефективної середньої обшивки, подолання цих обмежень. Анізотропна облицювання демонструє значну смугу, забезпечуючи високу на широку пропускну здатність. Цей принцип дизайну відзначає відхід від традиційних методів, що забезпечує масштабоване та практичне рішення для інтеграції Терагерца.
Експериментальна перевірка мультиплексора підтвердила його виняткову ефективність. Пристрій працює ефективно в діапазоні 225-330 ГГц, досягаючи дробової пропускної здатності 37,8%, зберігаючи при цьому на понад 20 дБ. Його компактний розмір та сумісність зі стандартними виробничими процесами роблять його придатним для масового виробництва.
Доктор Гао зауважив: "Ця інновація не тільки підвищує ефективність систем зв'язку Terahertz, але й прокладає шлях до більш потужних та надійних швидкісних бездротових мереж".
Потенційні застосування цієї технології виходять за межі систем зв'язку. Вдосконалюючи використання спектру, мультиплексор може сприяти просуванню в таких полях, як радіолокатор, візуалізація та Інтернет речей. "Протягом десятиліття ми очікуємо, що ці технології терагерца будуть широко прийняті та інтегровані в різних галузях", - заявив професор Вісахомнанкул.
Мультиплексор також може бути безперешкодно інтегрованим з попередніми пристроями формування променів, розробленими командою, що дозволяє вдосконалені функціональні можливості зв'язку на єдиній платформі. Ця сумісність підкреслює універсальність та масштабованість ефективної платформи діелектричної хвилеводу, одягненої в середньо.
Результати досліджень команди були опубліковані в журналі Laser & Photony Reviews, підкреслюючи їх значення у просуванні фотонної технології Terahertz. Професор Фуджіта зауважив: "Подолання критичних технічних бар'єрів, очікується, що ця інновація стимулює інтерес та дослідницьку діяльність у цій галузі".
Дослідники передбачають, що їх робота надихне на нові програми та подальші технологічні вдосконалення в найближчі роки, в кінцевому рахунку призведе до комерційних прототипів та продуктів.
Цей мультиплексор являє собою значний крок вперед у розблокуванням потенціалу зв'язку Terahertz. Він встановлює новий стандарт для інтегрованих пристроїв Terahertz з його безпрецедентними показниками продуктивності.
Оскільки попит на високошвидкісну мережу комунікацій з високою ємністю продовжує зростати, такі нововведення відіграватимуть вирішальну роль у формуванні майбутнього бездротової технології.
Час посади: 16-2024 грудня