Yeni bir Terahertz Multiplexer türü, veri kapasitesini iki katına çıkardı ve eşi görülmemiş bant genişliği ve düşük veri kaybı ile 6G iletişimi önemli ölçüde artırdı.
Araştırmacılar, veri kapasitesini iki katına çıkaran ve 6G ve ötesine devrimci ilerlemeler getiren süper geniş bir grup Terahertz Multiplexer tanıttılar. (Resim Kaynağı: Getty Images)
Terahertz Technology tarafından temsil edilen yeni nesil kablosuz iletişim, veri iletiminde devrim yaratmayı vaat ediyor.
Bu sistemler Terahertz frekanslarında çalışır ve ultra hızlı veri iletimi ve iletişimi için eşsiz bant genişliği sunar. Bununla birlikte, bu potansiyeli tam olarak gerçekleştirmek için, özellikle mevcut spektrumu yönetmede ve etkili bir şekilde kullanmada önemli teknik zorlukların üstesinden gelinmelidir.
Çığır açan bir ilerleme bu zorluğu ele aldı: substrat içermeyen bir silikon platformunda gerçekleştirilen ilk ultra bantlı entegre Terahertz Polarizasyon (DE).
Bu yenilikçi tasarım, Alt-Terahertz J bandını (220-330 GHz) hedefliyor ve 6G ve ötesi için iletişimi dönüştürmeyi amaçlıyor. Cihaz, verimli ve güvenilir yüksek hızlı kablosuz ağların yolunu açarak düşük veri kaybı oranını korurken veri kapasitesini etkili bir şekilde iki katına çıkarır.
Bu kilometre taşının arkasındaki ekip, Adelaide Üniversitesi Elektrik ve Makine Mühendisliği Okulu'ndan Profesör Withawat Withaychumnankul, şu anda Osaka Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı Dr. Weijie Gao ve Profesör Masayuki Fujita'yı içeriyor.
Profesör Withayachumnankul, "Önerilen polarizasyon çoğullayıcı, birden fazla veri akışının aynı frekans bandı içinde aynı anda iletilmesine izin vererek veri kapasitesini etkili bir şekilde iki katına çıkarıyor." Cihaz tarafından elde edilen göreceli bant genişliği, entegre çoklayıcılar için önemli bir sıçramayı temsil eden herhangi bir frekans aralığında benzeri görülmemiş bir durumdur.
Polarizasyon çoğullayıcıları, aynı frekans bandını paylaşmak için birden fazla sinyalin sağladığı ve kanal kapasitesini önemli ölçüde artırdıkları için modern iletişimde gereklidir.
Yeni cihaz bunu konik yönlü bağlantı ve anizotropik etkili ortam kaplama kullanarak elde eder. Bu bileşenler polarizasyon çift kırılmasını arttırır, bu da yüksek polarizasyon yok olma oranı (PER) ve geniş bant genişliği - verimli terahertz iletişim sistemlerinin anahtar özelliklerine neden olur.
Karmaşık ve frekansa bağlı asimetrik dalga kılavuzlarına dayanan geleneksel tasarımların aksine, yeni çoğullayıcıya sadece hafif frekans bağımlılığı ile anizotropik kaplama kullanır. Bu yaklaşım, konik kuplörler tarafından sağlanan geniş bant genişliğini tamamen kullanır.
Sonuç,%40'a yakın bir kesirli bant genişliği, 20 dB'yi aşan ortalama ve yaklaşık 1 dB'lik minimum ekleme kaybıdır. Bu performans metrikleri, genellikle dar bant genişliği ve yüksek kayıptan muzdarip olan mevcut optik ve mikrodalga tasarımlarının çok ötesine geçer.
Araştırma ekibinin çalışması sadece Terahertz sistemlerinin verimliliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda kablosuz iletişimde yeni bir dönemin zeminini de ortaya koyar. Dr. Gao, "Bu yenilik, Terahertz iletişiminin potansiyelinin kilidini açmada önemli bir itici güç." Uygulamalar arasında yüksek tanımlı video akışı, artırılmış gerçeklik ve 6G gibi yeni nesil mobil ağlar bulunur.
Dikdörtgen metal dalga kılavuzlarına dayanan dikey mod dönüştürücüler (OMTS) gibi geleneksel Terahertz polarizasyon yönetimi çözümleri önemli sınırlamalarla karşı karşıyadır. Metal dalga kılavuzları daha yüksek frekanslarda artan ohmik kayıplar yaşar ve üretim süreçleri sıkı geometrik gereksinimler nedeniyle karmaşıktır.
Mach-Zehnder interferometreleri veya fotonik kristaller kullananlar da dahil olmak üzere optik polarizasyon çoğullayıcıları, daha iyi entegre ve daha düşük kayıplar sunar, ancak genellikle bant genişliği, kompaktlık ve üretim karmaşıklığı arasında değiş tokuş gerektirir.
Yönlü kuplörler optik sistemlerde yaygın olarak kullanılır ve kompakt boyut ve per'e ulaşmak için güçlü polarizasyon çift kırılma gerektirir. Bununla birlikte, dar bant genişliği ve üretim toleranslarına duyarlılık ile sınırlıdır.
Yeni çoğullayıcı, konik yönlü kuplörlerin ve etkili orta kaplamanın avantajlarını birleştirerek bu sınırlamaların üstesinden gelir. Anizotropik kaplama, geniş bir bant genişliği boyunca yüksek başına yüksek olmasını sağlayan önemli bir çift kırma sergiler. Bu tasarım ilkesi, Terahertz entegrasyonu için ölçeklenebilir ve pratik bir çözüm sağlayan geleneksel yöntemlerden ayrılmayı işaret eder.
Multiplexer'ın deneysel validasyonu olağanüstü performansını doğruladı. Cihaz 225-330 GHz aralığında verimli bir şekilde çalışır ve% 37.8'lik bir kesirli bant genişliği elde ederken 20 dB'nin üzerinde bir başına korunur. Standart üretim süreçleri ile kompakt boyutu ve uyumluluğu, kitlesel üretim için uygun hale getirir.
Dr. Gao, "Bu yenilik sadece Terahertz iletişim sistemlerinin verimliliğini arttırmakla kalmıyor, aynı zamanda daha güçlü ve güvenilir yüksek hızlı kablosuz ağların yolunu açıyor."
Bu teknolojinin potansiyel uygulamaları iletişim sistemlerinin ötesine uzanmaktadır. Spektrum kullanımını iyileştirerek, çoğullayıcı radar, görüntüleme ve Nesnelerin İnterneti gibi alanlarda ilerlemeleri artırabilir. Profesör Withaynankul, "On yıl içinde bu Terahertz teknolojilerinin çeşitli endüstrilere yaygın olarak benimsenmesini ve entegre edilmesini bekliyoruz." Dedi.
Multiplexer, ekip tarafından geliştirilen daha önceki ışın oluşturma cihazlarıyla sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir ve birleşik bir platformda gelişmiş iletişim işlevlerini mümkün kılabilir. Bu uyumluluk, etkili orta kaplı dielektrik dalga kılavuzu platformunun çok yönlülüğünü ve ölçeklenebilirliğini vurgular.
Ekibin araştırma bulguları Laser & Photonic Reviews dergisinde yayınlandı ve fotonik Terahertz teknolojisini geliştirmedeki önemlerini vurguladı. Profesör Fujita, "kritik teknik engellerin üstesinden gelerek, bu yeniliğin alandaki ilgi ve araştırma faaliyetlerini teşvik etmesi bekleniyor."
Araştırmacılar, çalışmalarının önümüzdeki yıllarda yeni uygulamalara ve daha fazla teknolojik iyileştirmelere ilham vereceğini ve sonuçta ticari prototiplere ve ürünlere yol açacağını öngörüyorlar.
Bu çoğullayıcı, terahertz iletişiminin potansiyelinin kilidini açmada ileriye doğru önemli bir adımdır. Benzeri görülmemiş performans metrikleriyle entegre Terahertz cihazları için yeni bir standart belirler.
Yüksek hızlı, yüksek kapasiteli iletişim ağlarına olan talep büyümeye devam ettikçe, bu tür yenilikler kablosuz teknolojinin geleceğini şekillendirmede önemli bir rol oynayacaktır.
Gönderme Zamanı: Aralık-16-2024