Jauna veida Terahertz multiplekseris ir dubultojis datu ietilpību un ievērojami uzlabojis 6G saziņu ar nepieredzētu joslas platumu un zemu datu zudumu.
Pētnieki ir ieviesuši super platas grupas Terahertz multipleksoru, kas dubulto datu ietilpību un rada revolucionārus sasniegumus 6G un pēc tam. (Attēla avots: Getty Images)
Nākamās paaudzes bezvadu komunikācija, ko pārstāv Terahertz Technology, sola revolucionizēt datu pārraidi.
Šīs sistēmas darbojas Terahertz frekvencēs, piedāvājot nepārspējamu joslas platumu īpaši ātrai datu pārraidei un komunikācijai. Tomēr, lai pilnībā realizētu šo potenciālu, ir jāpārvar ievērojamas tehniskās problēmas, jo īpaši, pārvaldot un efektīvi izmantojot pieejamo spektru.
Atlikušais progress ir risinājis šo izaicinājumu: pirmais ultra-Wideband integrētais Terahertz polarizācijas (DE) multiplekseris, kas realizēts silīcija platformā, kas nesatur substrātu.
Šis novatoriskais dizains ir vērsts uz Sub-TerAhertz J joslu (220-330 GHz), un tā mērķis ir pārveidot komunikāciju 6G un ārpus tā. Ierīce efektīvi dubulto datu ietilpību, saglabājot zemu datu zudumu līmeni, paverot ceļu efektīviem un uzticamiem ātrgaitas bezvadu tīkliem.
Komandā, kas atrodas aiz šī pavērsiena, ietver profesoru Withawat Withayachumnankul no Adelaidas Universitātes Elektrotehnikas un mašīnbūves skolas Dr. Weijie Gao, kurš tagad ir Osakas universitātes pēcdoktorantūras pētnieks un profesors Masayuki Fujita.
Profesors aryachumnankul paziņoja: "Piedāvātais polarizācijas multiplekseris ļauj vienlaicīgi pārraidīt vairākas datu plūsmas vienā un tajā pašā frekvences joslā, efektīvi dubultojot datu ietilpību." Relatīvais joslas platums, ko iegūst ierīce, ir nepieredzēts visā frekvenču diapazonā, kas nozīmē ievērojamu lēcienu integrētiem multiplekseriem.
Polarizācijas multiplekseri ir nepieciešami mūsdienu komunikācijā, jo tie ļauj vairākiem signāliem dalīties ar vienādu frekvenču joslu, ievērojami palielinot kanāla ietilpību.
Jaunā ierīce to sasniedz, izmantojot koniskos virziena savienotājus un anizotropisko efektīvo vidējo apšuvumu. Šie komponenti uzlabo polarizācijas divkāršošanos, kā rezultātā rodas augsts polarizācijas izmiršanas koeficients (PER) un plaša joslas platums - efektīvu Terahertz sakaru sakaru sistēmu īpašības.
Atšķirībā no tradicionālajiem dizainparaugiem, kas atkarīgi no sarežģītiem un frekvences atkarīgiem asimetriskiem viļņvadiem, jaunais multiplekseris izmanto anizotropisku apšuvumu ar tikai nelielu frekvences atkarību. Šī pieeja pilnībā izmanto plašo joslas platumu, ko nodrošina koniskie savienotāji.
Rezultāts ir frakcionēts joslas platums tuvu 40%, vidējais pārsniedzot 20 dB, un minimālais ievietošanas zudums aptuveni 1 dB. Šie veiktspējas rādītāji ir tālu no esošajiem optiskajiem un mikroviļņu dizainparaugiem, kas bieži cieš no šauras joslas platuma un lieliem zaudējumiem.
Pētniecības grupas darbs ne tikai uzlabo Terahertz Systems efektivitāti, bet arī nosaka pamatu jaunam laikmetam bezvadu komunikācijā. Dr Gao atzīmēja: "Šis jauninājums ir galvenais virzītājspēks, lai atraisītu Terahertz komunikācijas potenciālu." Lietojumprogrammās ietilpst augstas izšķirtspējas video straumēšana, papildinātā realitāte un nākamās paaudzes mobilie tīkli, piemēram, 6G.
Tradicionālie Terahertz polarizācijas pārvaldības risinājumi, piemēram, ortogonālā režīma devēji (OMT), pamatojoties uz taisnstūra metāla viļņvadiem, saskaras ar ievērojamiem ierobežojumiem. Metāla viļņvadu pieredze palielina omisko zudumu augstākās frekvencēs, un to ražošanas procesi ir sarežģīti stingru ģeometrisko prasību dēļ.
Optiskās polarizācijas multiplekseri, ieskaitot tos, kuri izmanto mach-Zehnder interferometrus vai fotoniskus kristālus, piedāvā labāku integrējamību un zemāku zaudējumu, taču bieži vien ir nepieciešami kompromisi starp joslas platumu, kompaktumu un ražošanas sarežģītību.
Virziena savienotāji tiek plaši izmantoti optiskajās sistēmās, un, lai sasniegtu kompaktu lielumu un augstu, tiem ir nepieciešama spēcīga polarizācijas divkāršība. Tomēr tos ierobežo šaurs joslas platums un jutība pret ražošanas pielaidēm.
Jaunais multiplekseris apvieno konisko virziena savienotāju priekšrocības un efektīvu vidēju apšuvumu, pārvarot šos ierobežojumus. Anizotropiskajai apšuvumam ir ievērojama divkāršība, nodrošinot augstu PER plašo joslas platumu. Šis dizaina princips iezīmē atkāpšanos no tradicionālajām metodēm, nodrošinot mērogojamu un praktisku risinājumu Terahertz integrācijai.
Multipleksera eksperimentālā validācija apstiprināja tā izcilo veiktspēju. Ierīce efektīvi darbojas 225-330 GHz diapazonā, sasniedzot frakcionētu joslas platumu 37,8%, vienlaikus saglabājot virs 20 dB. Tā kompaktais lielums un savietojamība ar standarta ražošanas procesiem padara to piemērotu masveida ražošanai.
Dr Gao atzīmēja: "Šis jauninājums ne tikai uzlabo Terahertz sakaru sistēmu efektivitāti, bet arī paver ceļu jaudīgākiem un uzticamākiem ātrgaitas bezvadu tīkliem."
Šīs tehnoloģijas iespējamie pielietojumi pārsniedz sakaru sistēmas. Uzlabojot spektra izmantošanu, multiplekseris var virzīt progresu tādās jomās kā radars, attēlveidošana un lietu internets. "Desmit gadu laikā mēs sagaidām, ka šīs Terahertz tehnoloģijas tiks plaši izmantotas un integrētas dažādās nozarēs," paziņoja profesors aryachumnankul.
Multipleksoru var arī nemanāmi integrēt ar iepriekšējām komandu izstrādātajām ierīcēm, kas nodrošina uzlabotas komunikācijas funkcijas vienotā platformā. Šī savietojamība izceļ efektīvās vidēji klāta dielektriskās viļņvada platformas daudzpusību un mērogojamību.
Komandas pētījumu rezultāti ir publicēti žurnālā Laser & Photonic Reviews, uzsverot to nozīmi fotoniskās Terahertz tehnoloģijas uzlabošanā. Profesore Fujita atzīmēja: "Paredzams, ka pārvarot kritiskos tehniskos šķēršļus, šī inovācija stimulēs interesi un pētniecības darbību šajā jomā."
Pētnieki paredz, ka viņu darbs nākamajos gados iedvesmos jaunus pielietojumus un turpmākus tehnoloģiskos uzlabojumus, galu galā novedot pie komerciāliem prototipiem un produktiem.
Šis multiplekseris ir nozīmīgs solis uz priekšu, lai atbloķētu Terahertz komunikācijas potenciālu. Tas nosaka jaunu integrēto Terahertz ierīču standartu ar nepieredzētu veiktspējas rādītāju.
Tā kā pieprasījums pēc ātrgaitas, augstas ietilpības komunikācijas tīkli turpina pieaugt, šādiem jauninājumiem būs izšķiroša loma bezvadu tehnoloģijas nākotnes veidošanā.
Pasta laiks: decembris-16-2024