Nova tipo de teraherca multipleksilo duobligis datumkapaciton kaj signife plibonigis 6G-komunikadon kun senprecedenca bendolarĝo kaj malalta datumperdo.
Esploristoj enkondukis superlarĝbendan terahercan multipleksilon, kiu duobligas la datumkapaciton kaj alportas revoluciajn progresojn al 6G kaj plu. (Bildfonto: Getty Images)
Sekvageneracia sendrata komunikado, reprezentita de teraherca teknologio, promesas revolucii datumtransdonon.
Ĉi tiuj sistemoj funkcias je terahercaj frekvencoj, ofertante senekzemplan bendlarĝon por ultra-rapida datumtranssendo kaj komunikado. Tamen, por plene realigi ĉi tiun potencialon, signifaj teknikaj defioj devas esti superitaj, precipe en administrado kaj efika utiligado de la disponebla spektro.
Pionira antaŭeniro traktis ĉi tiun defion: la unua ultra-larĝbenda integra teraherca polariga (de)multipleksilo realigita sur substrat-libera silicia platformo.
Ĉi tiu noviga dezajno celas la sub-terahercan J-bendon (220-330 GHz) kaj celas transformi komunikadon por 6G kaj plu. La aparato efike duobligas datumkapaciton konservante malaltan datumperdan indicon, pavimante la vojon por efikaj kaj fidindaj altrapidaj sendrataj retoj.
La teamo malantaŭ ĉi tiu mejloŝtono inkluzivas Profesoron Withawat Withayachumnankul de la Lernejo de Elektrotekniko kaj Mekanika Inĝenierarto de la Universitato de Adelajdo, D-ron Weijie Gao, nun postdoktoran esploriston ĉe la Universitato de Osaka, kaj Profesoron Masayuki Fujita.
Profesoro Withayachumnankul deklaris, "La proponita polariga multipleksilo permesas la samtempe elsendon de pluraj datumfluoj ene de la sama frekvencbendo, efike duobligante la datumkapaciton." La relativa bendlarĝo atingita de la aparato estas senprecedenca tra iu ajn frekvencintervalo, reprezentante signifan salton por integraj multipleksiloj.
Polarigaj multipleksiloj estas esencaj en moderna komunikado, ĉar ili ebligas al pluraj signaloj dividi la saman frekvencbendon, signife plibonigante la kanalkapaciton.
La nova aparato atingas tion per uzado de konusformaj direktaj kupliloj kaj anizotropa efika media tegaĵo. Ĉi tiuj komponantoj plibonigas polarigan duoblan refrakton, rezultante en alta polariga ekstinga proporcio (PER) kaj larĝa bendolarĝo — ŝlosilaj karakterizaĵoj de efikaj terahercaj komunikaj sistemoj.
Male al tradiciaj dezajnoj, kiuj dependas de kompleksaj kaj frekvenc-dependaj nesimetriaj ondgvidiloj, la nova multipleksilo uzas anizotropan tegaĵon kun nur eta frekvencdependeco. Ĉi tiu aliro plene utiligas la ampleksan bendlarĝon provizitan de la konusaj kupliloj.
La rezulto estas frakcia bendlarĝo proksima al 40%, averaĝa PER superanta 20 dB, kaj minimuma enmetperdo de proksimume 1 dB. Ĉi tiuj rendimentaj metrikoj multe superas tiujn de ekzistantaj optikaj kaj mikroondaj dezajnoj, kiuj ofte suferas pro mallarĝa bendlarĝo kaj alta perdo.
La laboro de la esplorteamo ne nur plibonigas la efikecon de terahercaj sistemoj, sed ankaŭ metas la fundamenton por nova epoko en sendrata komunikado. D-ro Gao rimarkigis: "Ĉi tiu novigo estas ŝlosila motoro por malŝlosi la potencialon de teraherca komunikado." Aplikoj inkluzivas altdifinan videoretsendadon, pliigitan realecon kaj venontgeneraciajn poŝtelefonajn retojn kiel 6G.
Tradiciaj terahercaj polarizaj administradaj solvoj, kiel ekzemple ortogonalaj reĝimaj transduktiloj (OMT-oj) bazitaj sur rektangulaj metalaj ondgvidiloj, alfrontas signifajn limigojn. Metalaj ondgvidiloj spertas pliigitajn ohmajn perdojn ĉe pli altaj frekvencoj, kaj iliaj fabrikadaj procezoj estas kompleksaj pro striktaj geometriaj postuloj.
Optikaj polarigaj multipleksiloj, inkluzive de tiuj uzantaj Mach-Zehnder-interferometrojn aŭ fotonajn kristalojn, ofertas pli bonan integreblecon kaj pli malaltajn perdojn sed ofte postulas kompromisojn inter bendolarĝo, kompakteco kaj fabrikada komplekseco.
Direktaj kupliloj estas vaste uzataj en optikaj sistemoj kaj postulas fortan polarigan duoblan refrakton por atingi kompaktan grandecon kaj altan PER. Tamen, ili estas limigitaj de mallarĝa bendolarĝo kaj sentemeco al fabrikadaj tolerancoj.
La nova multipleksilo kombinas la avantaĝojn de konusformaj direktaj kupliloj kaj efika media tegaĵo, superante ĉi tiujn limigojn. La anizotropa tegaĵo montras signifan duoblan refrakton, certigante altan PER trans larĝa bendlarĝo. Ĉi tiu dezajnprincipo markas devio de tradiciaj metodoj, provizante skaleblan kaj praktikan solvon por teraherca integriĝo.
Eksperimenta validigo de la multipleksilo konfirmis ĝian esceptan rendimenton. La aparato funkcias efike en la frekvenco-intervalo 225-330 GHz, atingante frakcian bendlarĝon de 37.8%, samtempe konservante PER super 20 dB. Ĝia kompakta grandeco kaj kongruo kun normaj fabrikadaj procezoj igas ĝin taŭga por amasproduktado.
D-ro Gao rimarkigis, "Ĉi tiu novigo ne nur plibonigas la efikecon de terahercaj komunikaj sistemoj, sed ankaŭ pavimas la vojon por pli potencaj kaj fidindaj altrapidaj sendrataj retoj."
La eblaj aplikoj de ĉi tiu teknologio etendiĝas preter komunikaj sistemoj. Plibonigante spektran utiligon, la multipleksilo povas antaŭenigi progresojn en kampoj kiel radaro, bildigo kaj la Interreto de Aĵoj. "Ene de jardeko, ni atendas, ke ĉi tiuj terahercaj teknologioj estos vaste adoptitaj kaj integritaj tra diversaj industrioj," deklaris Profesoro Withayachumnankul.
La multipleksilo ankaŭ povas esti senjunte integrita kun pli fruaj trabformaj aparatoj evoluigitaj de la teamo, ebligante progresintajn komunikajn funkciojn sur unuigita platformo. Ĉi tiu kongrueco elstarigas la versatilecon kaj skaleblecon de la efika mez-kovrita dielektrika ondgvidila platformo.
La esplorrezultoj de la teamo estis publikigitaj en la revuo Laser & Photonic Reviews, emfazante ilian signifon en la antaŭenigo de fotonika teraherca teknologio. Profesoro Fujita rimarkigis: "Superante kritikajn teknikajn barojn, oni atendas, ke ĉi tiu novigo stimulos intereson kaj esploragadon en la kampo."
La esploristoj antaŭvidas, ke ilia laboro inspiros novajn aplikojn kaj pliajn teknologiajn plibonigojn en la venontaj jaroj, finfine kondukante al komercaj prototipoj kaj produktoj.
Ĉi tiu multipleksilo reprezentas signifan paŝon antaŭen en malŝlosado de la potencialo de teraherca komunikado. Ĝi starigas novan normon por integraj terahercaj aparatoj per siaj senprecedencaj rendimentaj metrikoj.
Dum la postulo je altrapidaj, altkapacitaj komunikaj retoj daŭre kreskas, tiaj novigoj ludos decidan rolon en formado de la estonteco de sendrata teknologio.
Afiŝtempo: 16-a de decembro 2024