Ειδήσεις της βιομηχανίας: Η επικοινωνία 6G επιτυγχάνει μια νέα ανακάλυψη!

Ο καθηγητής WithAyachumnankul δήλωσε: "Ο προτεινόμενος πολυπλέκτης πόλωσης επιτρέπει τη μετάδοση πολλαπλών ροών δεδομένων ταυτόχρονα εντός της ίδιας ζώνης συχνοτήτων, διπλασιάζοντας αποτελεσματικά την ικανότητα δεδομένων". Το σχετικό εύρος ζώνης που επιτυγχάνεται από τη συσκευή είναι άνευ προηγουμένου σε οποιοδήποτε εύρος συχνοτήτων, που αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό άλμα για ολοκληρωμένους πολυπλέκτες.

Οι πολυπλέκτες πόλωσης είναι απαραίτητες στη σύγχρονη επικοινωνία, καθώς επιτρέπουν σε πολλαπλά σήματα να μοιράζονται την ίδια ζώνη συχνοτήτων, ενισχύοντας σημαντικά τη χωρητικότητα του καναλιού.

Η νέα συσκευή επιτυγχάνει αυτό χρησιμοποιώντας κωνικούς ζεύγους κατευθυντικών και ανισοτροπικών αποτελεσματικών μεσαίων επένδυσης. Αυτά τα συστατικά ενισχύουν τη διόρθωση της πόλωσης, με αποτέλεσμα μια υψηλή αναλογία εξαφάνισης πόλωσης (PER) και ευρεία εύρος ζώνης -κλειδιού χαρακτηριστικών αποτελεσματικών συστημάτων επικοινωνίας Terahertz.

Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά σχέδια που βασίζονται σε πολύπλοκες και εξαρτώμενες από τη συχνότητα ασύμμετρων κυματοδηγών, ο νέος πολυπλέκτης χρησιμοποιεί ανισότροπη επένδυση με μόνο ελαφρά εξάρτηση συχνότητας. Αυτή η προσέγγιση αξιοποιεί πλήρως το άφθονο εύρος ζώνης που παρέχεται από τους κωνικούς συζεύκτες.

Το αποτέλεσμα είναι ένα κλασματικό εύρος ζώνης κοντά στο 40%, ένας μέσος όρος ανά υπερβαίνει τα 20 dB και μια ελάχιστη απώλεια εισαγωγής περίπου 1 dB. Αυτές οι μετρήσεις απόδοσης ξεπερνούν κατά πολύ εκείνες των υφιστάμενων οπτικών και μικροκυμάτων, τα οποία συχνά υποφέρουν από στενό εύρος ζώνης και υψηλής απώλειας.

Το έργο της ερευνητικής ομάδας όχι μόνο ενισχύει την αποτελεσματικότητα των συστημάτων Terahertz, αλλά επίσης θέτει τις βάσεις για μια νέα εποχή στην ασύρματη επικοινωνία. Ο Δρ Gao σημείωσε: "Αυτή η καινοτομία αποτελεί βασικό μοχλό για το ξεκλείδωμα του δυναμικού της επικοινωνίας Terahertz". Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν ροή βίντεο υψηλής ευκρίνειας, επαυξημένη πραγματικότητα και δίκτυα κινητής τηλεφωνίας επόμενης γενιάς όπως το 6G.

Οι παραδοσιακές λύσεις διαχείρισης της πόλωσης Terahertz, όπως οι μετατροπείς ορθογώνιας λειτουργίας (OMTs) που βασίζονται σε ορθογώνια μεταλλικά κυματοδηγούς, αντιμετωπίζουν σημαντικούς περιορισμούς. Οι μεταλλικοί κυματοδηγοί που βιώνουν αυξημένες οι ωμικές απώλειες σε υψηλότερες συχνότητες και οι διαδικασίες παραγωγής τους είναι πολύπλοκες λόγω αυστηρών γεωμετρικών απαιτήσεων.

Οι πολυπλέκτες οπτικής πόλωσης, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούν συμβολομέτρια Mach-Zehnder ή φωτονικούς κρυστάλλους, προσφέρουν καλύτερη ενσωματωτότητα και χαμηλότερες απώλειες, αλλά συχνά απαιτούν συμβιβασμούς μεταξύ εύρους ζώνης, συμπαγούς και πολυπλοκότητας κατασκευής.

Οι κατευθυνόμενοι συζεύκτες χρησιμοποιούνται ευρέως σε οπτικά συστήματα και απαιτούν ισχυρή πόλωση για να επιτευχθούν το συμπαγές μέγεθος και το υψηλό ανά ανά. Ωστόσο, περιορίζονται από το στενό εύρος ζώνης και την ευαισθησία στις ανοχές της κατασκευής.

Ο νέος πολυπλέκτης συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των κωνικών κατευθυντικών συζευγμένων και της αποτελεσματικής μεσαίας επένδυσης, ξεπερνώντας αυτούς τους περιορισμούς. Η ανισότροπη επένδυση παρουσιάζει σημαντική διχρωμένη, εξασφαλίζοντας υψηλή ανά διαμέσου ευρείας εύρους ζώνης. Αυτή η αρχή του σχεδιασμού σηματοδοτεί μια απόκλιση από τις παραδοσιακές μεθόδους, παρέχοντας μια κλιμακωτή και πρακτική λύση για την ενσωμάτωση Terahertz.

Η πειραματική επικύρωση του πολυπλέκτη επιβεβαίωσε την εξαιρετική του απόδοση. Η συσκευή λειτουργεί αποτελεσματικά στην περιοχή 225-330 GHz, επιτυγχάνοντας ένα κλασματικό εύρος ζώνης 37,8% διατηρώντας ταυτόχρονα ανά πάνω 20 dB. Το συμπαγές μέγεθος και η συμβατότητα με τις τυποποιημένες διαδικασίες παραγωγής καθιστούν κατάλληλο για μαζική παραγωγή.

Ο Δρ Gao παρατήρησε: "Αυτή η καινοτομία όχι μόνο ενισχύει την αποτελεσματικότητα των συστημάτων επικοινωνίας Terahertz, αλλά επίσης ανοίγει το δρόμο για πιο ισχυρά και αξιόπιστα ασύρματα δίκτυα υψηλής ταχύτητας".

Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας εκτείνονται πέρα ​​από τα συστήματα επικοινωνίας. Με τη βελτίωση της αξιοποίησης του φάσματος, ο πολυπλέκτης μπορεί να οδηγήσει σε πεδία όπως το ραντάρ, η απεικόνιση και το διαδίκτυο των πραγμάτων. "Μέσα σε μια δεκαετία, αναμένουμε ότι αυτές οι τεχνολογίες Terahertz θα υιοθετηθούν και ενσωματωθούν σε διάφορες βιομηχανίες", δήλωσε ο καθηγητής Withayachumnankul.

Ο πολυπλέκτης μπορεί επίσης να ενσωματωθεί απρόσκοπτα με προηγούμενες συσκευές μορφοποίησης δέσμης που αναπτύχθηκε από την ομάδα, επιτρέποντας τις προηγμένες λειτουργίες επικοινωνίας σε μια ενοποιημένη πλατφόρμα. Αυτή η συμβατότητα υπογραμμίζει την ευελιξία και την επεκτασιμότητα της αποτελεσματικής μεσαίας πλατφόρμας διηλεκτρικού κυματοδηγού.

Τα ερευνητικά ευρήματα της ομάδας έχουν δημοσιευθεί στο περιοδικό Laser & Photonic Reviews, υπογραμμίζοντας τη σημασία τους στην προώθηση της τεχνολογίας Photonic Terahertz. Ο καθηγητής Fujita παρατήρησε: "Με την υπέρβαση των κρίσιμων τεχνικών φραγμών, αυτή η καινοτομία αναμένεται να τονώσει το ενδιαφέρον και την ερευνητική δραστηριότητα στον τομέα".

Οι ερευνητές αναμένουν ότι το έργο τους θα εμπνεύσει νέες εφαρμογές και περαιτέρω τεχνολογικές βελτιώσεις τα επόμενα χρόνια, οδηγώντας τελικά σε εμπορικά πρωτότυπα και προϊόντα.

Αυτός ο πολυπλέκτης αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στο ξεκλείδωμα του δυναμικού της επικοινωνίας terahertz. Ορίζει ένα νέο πρότυπο για ενσωματωμένες συσκευές Terahertz με τις πρωτοφανείς μετρήσεις απόδοσης.

Καθώς η ζήτηση για υψηλής ταχύτητας, τα δίκτυα επικοινωνίας υψηλής χωρητικότητας συνεχίζει να αυξάνεται, τέτοιες καινοτομίες θα διαδραματίσουν κρίσιμο ρόλο στη διαμόρφωση του μέλλοντος της ασύρματης τεχνολογίας.