Исследовательская группа под руководством ученого из CityU создала инновационную, революционную антенну. Это изобретение позволяет беспрецедентно контролировать направление, частоту и интенсивность излучения сигнального луча. Кроме того, эта антенна бесценна для приложений беспроводной связи 6G, таких как датчики ISAC и интеграция связи.
Роль пространственно-временного кодирования (STC)
После изготовления характеристики и структуру традиционных антенн практически невозможно изменить.
Однако пространственно-временное кодирование может изменить направление, частоту и амплитуду электромагнитных волн от антенны нового поколения, известной как «метаповерхностная антенна без боковой полосы (STC)». Это обеспечивает большую гибкость для пользователей.
Революционная функция использует метаповерхности — специальные ультратонкие материалы, состоящие из множества крошечных метаатомов. Это можно сделать, манипулируя током, чтобы заставить их переключать метаатомы между излучающим и неизлучающим состояниями — действуя как набор переключателей, изменяющих свою реакцию в реальном времени!
Метаповерхностная антенна STC может использовать и управлять сложными электромагнитными волнами в пространственной и частотной областях с помощью программного управления. Это позволяет ему генерировать точно настроенный луч с любой желаемой диаграммой направленности.
Удачное сочетание двух научных достижений
Профессор Чан Чи-Хоу , профессор кафедры электронной инженерии и исполняющий обязанности ректора в CityU, подтвердил, что антенна представляет собой успешное сочетание методов пространственно-временного кодирования и амплитудно-модулированных (AM) антенн с утечкой волны.
В 2020 году концепция AM-антенн с утечкой волны была впервые предложена доктором Ву Генгом из CityU, научным сотрудником Государственной ключевой лаборатории терагерцового диапазона. Эта концепция предлагает аналитический метод создания антенн с необходимыми диаграммами направленности для различных нишевых применений путем простого изменения структуры и формы антенн.
Доктор Джунян Дай, ведущий эксперт в области пространственно-временного кодирования и цифровых метаповерхностей для реконфигурации характеристик антенн, присоединился к исследовательской группе профессоров Цуй Тецзюня и Ченг Цяна из кампуса Юго-восточного университета в Нанкине.
Примерно в то же время доктор Дай также пришел в CityU (известный многими исследованиями и открытиями), где он объединился с профессором Чаном в Школе инновационных технологий знаний (SKIT) .
Его набор навыков придал их исследованиям новое захватывающее измерение: когда-то изготовленные, эти AM-антенны с утечкой волны демонстрируют фиксированные характеристики излучения, которые теперь могут динамически изменяться благодаря его новаторской работе.
Профессор Чан и его команда представили революционно новый дизайн — использование волноводов для управления электромагнитными волнами на метаповерхностях . Этот прорыв устранил нежелательные гармонические частоты, называемые «загрязнением спектра», а также увеличил направленный луч антенны для безопасной связи. Используя преимущество отражения между внутренней стеной, они открыли невиданные ранее возможности беспроводной передачи!
Технологии STC и AM играют важную роль в ISAC для беспроводной связи 6G.
С помощью обеих технологий ученым удалось добиться заданных характеристик излучения. Этими характеристиками можно управлять с помощью продолжительности включения-выключения и последовательностей переключений на антенне через STC.
Удивительное нововведение профессора Чана использует мощность метаповерхностной антенны STC, подобной RADAR, что позволяет ей фокусировать свою энергию в одной точке с регулируемым или фиксированным фокусным расстоянием.
Это можно использовать в ISAC для беспроводной связи 6G не только для создания 3D-голограмм, которые позволяют пользователям разговаривать лицом к лицу через свои мобильные телефоны, но и для обеспечения более высокой защиты от прослушивания, чем традиционная архитектура передатчика.
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК
Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов
hello@technovery.com