Nova speco de teraherca multipleksilo duobligis datumkapaciton kaj signife plibonigis 6G-komunikadon kun senprecedenca bendolarĝo kaj malalta datumperdo.
Esploristoj enkondukis super-larĝan bandon teraherca multipleksilo kiu duobligas datumkapaciton kaj alportas revoluciajn progresojn al 6G kaj pretere. (Bildofonto: Getty Images)
Venontgeneracia sendrata komunikado, reprezentita per teraherca teknologio, promesas revolucii transdonon de datumoj.
Ĉi tiuj sistemoj funkcias ĉe terahercaj frekvencoj, ofertante senekzemplan bendolarĝon por ultrarapida datumtranssendo kaj komunikado. Tamen, por plene realigi ĉi tiun potencialon, signifaj teknikaj defioj devas esti venkitaj, precipe en administrado kaj efike utiligado de la disponebla spektro.
Pionira progreso traktis ĉi tiun defion: la unua ultra-larĝbendo integra teraherca polusiĝo (de)multipleksilo realigita sur substrat-libera silicioplatformo.
Ĉi tiu pionira dezajno celas la sub-terahercan J-grupon (220-330 GHz) kaj celas transformi komunikadon por 6G kaj pretere. La aparato efike duobligas datumkapaciton konservante malaltan datumperdon, pavimante la vojon por efikaj kaj fidindaj altrapidaj sendrataj retoj.
La teamo malantaŭ ĉi tiu mejloŝtono inkluzivas profesoron Withawat Withayachumnankul de la Lernejo de Elektra kaj Mekanika Inĝenierado de la Universitato de Adelajdo, d-ro Weijie Gao, nun postdoktoriĝa esploristo ĉe Osaka Universitato, kaj profesoro Masayuki Fujita.
Profesoro Withayachumnankul deklaris, "La proponita polusiĝmultiplexilo permesas al multoblaj datenfluoj esti elsenditaj samtempe ene de la sama frekvencbendo, efike duobligante datenkapaciton." La relativa bendolarĝo atingita per la aparato estas senprecedenca trans iu frekvencintervalo, reprezentante signifan salton por integraj multipleksiloj.
Polarizaj multipleksiloj estas esencaj en moderna komunikado ĉar ili ebligas multoblajn signalojn dividi la saman frekvencbendon, signife plibonigante kanalkapaciton.
La nova aparato atingas tion uzante konusajn direktajn kuplilojn kaj anizotropan efikan mezan tegaĵon. Tiuj komponentoj plifortigas polusiĝbirefringon, rezultigante altan polusan formortproporcion (PER) kaj larĝan bendolarĝon - esencajn karakterizaĵojn de efikaj terahercaj komunikadsistemoj.
Male al tradiciaj dezajnoj kiuj dependas de kompleksaj kaj frekvenc-dependaj nesimetriaj ondgvidistoj, la nova multipleksilo utiligas anizotropan tegaĵon kun nur iometa frekvencdependeco. Ĉi tiu aliro plene ekspluatas la ampleksan bendolarĝon disponigitan per la konusaj kluĉiloj.
La rezulto estas frakcia bendolarĝo proksima al 40%, averaĝa PER superanta 20 dB, kaj minimuma enmetperdo de proksimume 1 dB. Ĉi tiuj spektaklometrikoj multe superas tiujn de ekzistantaj optikaj kaj mikroondaj dezajnoj, kiuj ofte suferas de mallarĝa bendolarĝo kaj alta perdo.
La laboro de la esplorteamo ne nur plibonigas la efikecon de terahercaj sistemoj sed ankaŭ metas la bazon por nova epoko en sendrata komunikado. D-ro Gao notis, "Ĉi tiu novigo estas ŝlosila ŝoforo por malŝlosi la potencialon de teraherca komunikado." Aplikoj inkluzivas altdifinan videofluon, pliigitan realecon kaj venontgeneraciajn moveblajn retojn kiel 6G.
Tradiciaj terahercaj polarizaj administradsolvoj, kiel ortogonalaj reĝimaj transduktiloj (OMToj) bazitaj sur rektangulaj metalaj ondgvidistoj, alfrontas signifajn limigojn. Metalaj ondgvidistoj spertas pliigitajn ohmajn perdojn ĉe pli altaj frekvencoj, kaj iliaj produktadprocezoj estas kompleksaj pro striktaj geometriaj postuloj.
Optikaj polusiĝmultipleksiloj, inkluzive de tiuj uzantaj Mach-Zehnder-interferometrojn aŭ fotonajn kristalojn, ofertas pli bonan integreblecon kaj pli malaltajn perdojn sed ofte postulas avantaĝinterŝanĝojn inter bendolarĝo, kompakteco kaj produktadkomplekseco.
Direktaj kluĉiloj estas vaste uzataj en optikaj sistemoj kaj postulas fortan polarigan birrefringecon por atingi kompaktan grandecon kaj altan PER. Tamen, ili estas limigitaj per mallarĝa bendolarĝo kaj sentemo al produktadtoleremoj.
La nova multipleksilo kombinas la avantaĝojn de konusaj direktaj kupliloj kaj efika meza tegaĵo, venkante ĉi tiujn limigojn. La anizotropa tegaĵo elmontras signifan birefringon, certigante altan PER trans larĝa bendolarĝo. Ĉi tiu dezajnoprincipo markas foriron de tradiciaj metodoj, disponigante skaleblan kaj praktikan solvon por teraherca integriĝo.
Eksperimenta validumado de la multipleksilo konfirmis ĝian esceptan efikecon. La aparato funkcias efike en la 225-330 GHz gamo, atingante frakcian bendolarĝon de 37.8% konservante PER super 20 dB. Ĝia kompakta grandeco kaj kongruo kun normaj produktadprocezoj igas ĝin taŭga por amasproduktado.
D-ro Gao rimarkis, "Ĉi tiu novigo ne nur plibonigas la efikecon de terahercaj komunikadsistemoj sed ankaŭ malfermas la vojon por pli potencaj kaj fidindaj altrapidaj sendrataj retoj."
La eblaj aplikoj de ĉi tiu teknologio etendiĝas preter komunikadsistemoj. Plibonigante spektran utiligon, la multipleksilo povas movi progresojn en kampoj kiel ekzemple 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," diris profesoro Withayachumnankul.
La multipleksilo ankaŭ povas esti perfekte integrita kun pli fruaj trabformaj aparatoj evoluigitaj de la teamo, ebligante altnivelajn komunikajn funkciojn sur unuigita platformo. Ĉi tiu kongruo elstarigas la ĉiuflankecon kaj skaleblon de la efika mez-vestita dielektrika ondgvidplatformo.
La esplortrovoj de la teamo estis publikigitaj en la ĵurnalo Laser & Photonic Reviews, emfazante ilian signifon en progresado de fotonika teraherco-teknologio. Profesoro Fujita rimarkis, "Venkante kritikajn teknikajn barojn, ĉi tiu novigo atendas stimuli intereson kaj esploran aktivecon 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 kun siaj senprecedencaj agado-metrikoj.
Ĉar la postulo pri altrapidaj, altkapacaj komunikadaj retoj daŭre kreskas, tiaj novigoj ludos decidan rolon en formado de la estonteco de sendrata teknologio.
Afiŝtempo: Dec-16-2024