Yeni tip terahers multipleksoru, görünməmiş bant genişliyi və aşağı məlumat itkisi ilə məlumat tutumunu ikiqat artırdı və 6G rabitəsini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı.
Tədqiqatçılar məlumat tutumunu ikiqat artıran və 6G və daha yüksək səviyyələrə inqilabi irəliləyişlər gətirən super genişzolaqlı terahers multipleksoru təqdim ediblər. (Şəkil mənbəyi: Getty Images)
Terahers texnologiyası ilə təmsil olunan yeni nəsil simsiz rabitə, məlumat ötürülməsində inqilab edəcəyinə söz verir.
Bu sistemlər terahers tezliklərində işləyir və ultra sürətli məlumat ötürülməsi və rabitəsi üçün misilsiz bant genişliyi təklif edir. Lakin bu potensialı tam şəkildə reallaşdırmaq üçün, xüsusən də mövcud spektrin idarə olunması və effektiv istifadəsi sahəsində əhəmiyyətli texniki çətinliklərin aradan qaldırılması lazımdır.
Bu çətinliyi həll etmək üçün inqilabi bir irəliləyiş əldə edildi: substratsız silikon platformasında reallaşdırılan ilk ultra genişzolaqlı inteqrasiya olunmuş terahers polyarizasiya (de)multipleksor.
Bu innovativ dizayn terahersdən aşağı J diapazonunu (220-330 GHz) hədəfləyir və rabitəni 6G və daha yüksək səviyyələrə çevirməyi hədəfləyir. Cihaz, aşağı məlumat itkisi sürətini qoruyarkən məlumat tutumunu effektiv şəkildə ikiqat artırır və səmərəli və etibarlı yüksək sürətli simsiz şəbəkələr üçün yol açır.
Bu mərhələnin arxasında duran komandaya Adelaida Universitetinin Elektrik və Mexanika Mühəndisliyi Məktəbindən professor Withawat Withayachumnankul, hazırda Osaka Universitetində doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı olan Dr. Weijie Gao və professor Masayuki Fujita daxildir.
Professor Vitayaçumnankul bildirib ki, "Təklif olunan polyarizasiya multipleksoru eyni tezlik diapazonunda eyni vaxtda birdən çox məlumat axınının ötürülməsinə imkan verir və bu da məlumat tutumunu effektiv şəkildə ikiqat artırır." Cihazın əldə etdiyi nisbi bant genişliyi istənilən tezlik diapazonunda görünməmişdir və bu da inteqrasiya olunmuş multipleksorlar üçün əhəmiyyətli bir sıçrayışdır.
Polyarizasiya multipleksorları müasir rabitədə vacibdir, çünki onlar birdən çox siqnalın eyni tezlik diapazonunu paylaşmasına imkan verir və kanal tutumunu əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
Yeni cihaz buna konik istiqamətli muftalardan və anizotrop effektiv mühit örtüyündən istifadə etməklə nail olur. Bu komponentlər polyarizasiyanın ikiqat sınmasını artırır və nəticədə yüksək polyarizasiya sönmə nisbəti (PER) və geniş bant genişliyi yaranır - bu da səmərəli terahers rabitə sistemlərinin əsas xüsusiyyətləridir.
Mürəkkəb və tezlikdən asılı asimmetrik dalğaötürücülərinə əsaslanan ənənəvi dizaynlardan fərqli olaraq, yeni multipleksor yalnız cüzi tezlik asılılığı ilə anizotrop örtükdən istifadə edir. Bu yanaşma konik muftaların təmin etdiyi geniş bant genişliyindən tam istifadə edir.
Nəticədə, 40%-ə yaxın kəsirli bant genişliyi, orta PER 20 dB-dən çox və minimum daxiletmə itkisi təxminən 1 dB-dir. Bu performans göstəriciləri, tez-tez dar bant genişliyi və yüksək itkidən əziyyət çəkən mövcud optik və mikrodalğalı dizaynların göstəricilərini xeyli üstələyir.
Tədqiqat qrupunun işi təkcə terahers sistemlərinin səmərəliliyini artırmaqla yanaşı, həm də simsiz rabitədə yeni bir dövrün təməlini qoyur. Dr. Qao qeyd etdi ki, "Bu innovasiya terahers rabitəsinin potensialını açmaqda əsas hərəkətverici qüvvədir". Tətbiqlərə yüksək dəqiqlikli video yayımı, genişləndirilmiş reallıq və 6G kimi yeni nəsil mobil şəbəkələr daxildir.
Düzbucaqlı metal dalğaötürənlərə əsaslanan ortoqonal rejim çeviriciləri (OMT) kimi ənənəvi terahers polyarizasiya idarəetmə həlləri əhəmiyyətli məhdudiyyətlərlə üzləşir. Metal dalğaötürənlər daha yüksək tezliklərdə artan om itkiləri ilə qarşılaşır və onların istehsal prosesləri sərt həndəsi tələblərə görə mürəkkəbdir.
Mach-Zehnder interferometrləri və ya fotonik kristallardan istifadə edənlər də daxil olmaqla, optik polyarizasiya multipleksorları daha yaxşı inteqrasiya və daha az itki təklif edir, lakin tez-tez bant genişliyi, kompaktlıq və istehsal mürəkkəbliyi arasında güzəşt tələb edir.
İstiqamətləndirici muftalar optik sistemlərdə geniş istifadə olunur və kompakt ölçüyə və yüksək PER-ə nail olmaq üçün güclü polyarizasiya ikiqat refrensasiyası tələb edir. Lakin, onlar dar bant genişliyi və istehsal tolerantlıqlarına həssaslıqla məhdudlaşır.
Yeni multipleksor, konik istiqamətli muftaların və effektiv orta örtüyün üstünlüklərini birləşdirərək bu məhdudiyyətləri aradan qaldırır. Anizotrop örtük, geniş bant genişliyində yüksək PER təmin edərək əhəmiyyətli ikiqat sınma nümayiş etdirir. Bu dizayn prinsipi, terahers inteqrasiyası üçün miqyaslana bilən və praktik bir həll təqdim edərək ənənəvi metodlardan uzaqlaşmanı göstərir.
Multipleksorun eksperimental yoxlanılması onun müstəsna performansını təsdiqlədi. Cihaz 225-330 GHz diapazonunda səmərəli işləyir və 20 dB-dən yuxarı PER səviyyəsini qoruyarkən 37,8% kəsirli bant genişliyinə nail olur. Kompakt ölçüsü və standart istehsal prosesləri ilə uyğunluğu onu kütləvi istehsal üçün uyğun edir.
Doktor Qao qeyd etdi ki, "Bu innovasiya təkcə terahers rabitə sistemlərinin səmərəliliyini artırmaqla yanaşı, həm də daha güclü və etibarlı yüksək sürətli simsiz şəbəkələr üçün yol açır".
Bu texnologiyanın potensial tətbiqləri rabitə sistemlərindən kənara çıxır. Spektr istifadəsini təkmilləşdirməklə multipleksor radar, görüntüləmə və Əşyaların İnterneti kimi sahələrdə irəliləyişlərə təkan verə bilər. Professor Vitayaçumnankul bildirib ki, "On il ərzində bu terahers texnologiyalarının geniş şəkildə tətbiq olunacağını və müxtəlif sənaye sahələrinə inteqrasiya olunacağını gözləyirik".
Multipleksor həmçinin komanda tərəfindən hazırlanmış əvvəllər hazırlanmış şüalanma cihazları ilə sorunsuz şəkildə inteqrasiya edilə bilər və bu da vahid platformada qabaqcıl rabitə funksiyalarını təmin edir. Bu uyğunluq effektiv orta örtüklü dielektrik dalğaötürücü platformasının çox yönlülüyünü və miqyaslılığını vurğulayır.
Komandanın tədqiqat nəticələri Laser & Photonic Reviews jurnalında dərc olunub və fotonik terahers texnologiyasının inkişafındakı əhəmiyyəti vurğulanıb. Professor Fujita qeyd edib ki, "Bu yeniliyin vacib texniki maneələri aradan qaldırmaqla sahədə marağı və tədqiqat fəaliyyətini stimullaşdıracağı gözlənilir".
Tədqiqatçılar gözləyirlər ki, onların işi qarşıdakı illərdə yeni tətbiqlərə və daha da texnoloji təkmilləşdirmələrə ilham verəcək və nəticədə kommersiya prototiplərinə və məhsullarına gətirib çıxaracaq.
Bu multipleksor, terahers tezliyində rabitənin potensialının açılmasında irəliyə doğru əhəmiyyətli bir addımdır. Misli görünməmiş performans göstəriciləri ilə inteqrasiya olunmuş terahers tezliyindəki cihazlar üçün yeni bir standart müəyyən edir.
Yüksək sürətli və yüksək tutumlu rabitə şəbəkələrinə tələbat artmağa davam etdikcə, bu cür innovasiyalar simsiz texnologiyanın gələcəyinin formalaşmasında mühüm rol oynayacaq.
Yazı vaxtı: 16 Dekabr 2024