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超越5G:无线通信可能通过超短准直金属进一步提升
发布时间:2021-07-26 21:22:51 阅读:220

来源:日本东京农工大学;电子科技大学红外毫米波与太赫兹研究院 张迁 编译

距离共振隧穿二极管只有1毫米的超短准直金属。图片来源:Takehito Suzuki /TUAT

    现在智能手机的屏幕越来越大,但几乎所有其他组件的设计都比以往任何时候更薄、更平、更小。这就需要从形状和笨重的镜头转向小型二维金属的发展。它们可能看起来更好,但它们的效果更好吗?

    日本的一个研究小组根据他们于7月7日在《应用物理快报》上发表的解决方案表示这种方案是可行的。

    研究人员之前开发了一种低反射超表面——一种可以操纵电磁波的超薄界面——特别是为了控制太赫兹波。这些波覆盖了毫米波和红外波频段,虽然它们可以传输大量的数据,但它们很容易在大气中衰减。

    论文作者东京农工大学工程研究所副教授Takehito Suzuki说,这项技术可能不适用于远程无线通信,但可以提高短程数据交换,如住宅互联网速度。据铃木说,研究人员已经有了新的突破,用他们的超表面制作了世界上最好的超短金属,对准距离1毫米的光学系统。金属能够在信号比较弱的远场增加3倍的传输功率。

    Takehito Suzuki说:“基于我们最初开发的高折射率低反射超表面的太赫兹平面光学可以为调控太赫兹波提供有吸引力的二维光学元件。”

    目前的挑战在于,用超表面制成的将近似球形的太赫兹波转换为平行的太赫兹波的准直透镜,是否可以紧密地安装在谐振隧穿二极管上,以正确的频率向和方向传输太赫兹波。Takehito Suzuki说,二极管和金属之间的最小距离是当前和未来电子器件的重要参数。

    “我们解决了这个问题,”Takehito Suzuki说。“我们将与我们原来的超表面制作的准直金属与1毫米距离的共振隧穿二极管集成在一起。”测量结果表明,与谐振隧穿二极管集成的准直金属可以将方向性提高到单个谐振隧穿二极管的三倍。

    研究人员将他们的设备调谐到0.3太赫兹,这一波段的频率比用于5G无线通信的波段要高。Takehito Suzuki表示,通过调控高频电磁波可以在6G无线通信中上传和下载大量数据。

    “0.3太赫兹波段是6G提供高级网络物理系统的良好候选波段,” Takehito Suzuki说。“我们提出的准直金属可以简单地与各种太赫兹连续波源集成,以促进新兴的太赫兹行业的发展,如6G无线通信。”

 
 

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