Tá acmhainn sonraí dúbailte ag cineál nua ilphléacsóra teirehertz agus feabhas suntasach curtha ar chumarsáid 6G le bandaleithead gan fasach agus caillteanas sonraí íseal.
Tá ilphléacsóir teirehertz banda-leathan tugtha isteach ag taighdeoirí a dhúblaíonn an cumas sonraí agus a thugann dul chun cinn réabhlóideach do 6G agus níos faide anonn. (Foinse íomhá: Getty Images)
Geallann cumarsáid gan sreang den chéad ghlúin eile, arna léiriú ag teicneolaíocht teirehertz, réabhlóid a dhéanamh i dtarchur sonraí.
Oibríonn na córais seo ag minicíochtaí teirehertz, ag tairiscint bandaleithead gan sárú le haghaidh tarchur sonraí agus cumarsáide thar a bheith gasta. Mar sin féin, chun an cumas seo a bhaint amach go hiomlán, ní mór dúshláin theicniúla suntasacha a shárú, go háirithe maidir leis an speictream atá ar fáil a bhainistiú agus a úsáid go héifeachtach.
Tá dul chun cinn ceannródaíoch tar éis aghaidh a thabhairt ar an dúshlán seo: an chéad ilphléacsóir (dí)polaraithe comhtháite teireheirts ultra-leathanbhanda arna bhaint amach ar ardán sileacain gan foshraith.
Díríonn an dearadh nuálach seo ar an mbanda J faoi theirahertz (220-330 GHz) agus tá sé mar aidhm aige cumarsáid a chlaochlú do 6G agus níos faide anonn. Déanann an gléas acmhainn sonraí a dhúbailt go héifeachtach agus ráta caillteanais sonraí íseal á choinneáil aige, rud a réitíonn an bealach do líonraí gan sreang ardluais atá éifeachtach agus iontaofa.
Tá an tOllamh Withawat Withayachumnankul ó Scoil na hInnealtóireachta Leictrí agus Meicniúla in Ollscoil Adelaide, an Dr. Weijie Gao, atá ina thaighdeoir iardhochtúireachta in Ollscoil Osaka anois, agus an tOllamh Masayuki Fujita ar an bhfoireann atá taobh thiar den chloch mhíle seo.
Dúirt an tOllamh Withayachumnankul, “Ligeann an t-ilphléacsóir polaraithe atá beartaithe sruthanna sonraí iolracha a tharchur ag an am céanna laistigh den bhanda minicíochta céanna, rud a dhúblaíonn an cumas sonraí go héifeachtach.” Tá an bandaleithead coibhneasta a bhaineann an fheiste amach gan fasach ar fud aon raon minicíochta, rud a léiríonn léim shuntasach d’ilphléacsóirí comhtháite.
Tá ilphléacsóirí polaraithe riachtanach i gcumarsáid nua-aimseartha toisc go gcuireann siad ar chumas ilchomharthaí an banda minicíochta céanna a roinnt, rud a fheabhsaíonn acmhainn cainéil go suntasach.
Baintear é seo amach leis an bhfeiste nua trí úsáid a bhaint as cúplóirí treorach cónúla agus cumhdach meán éifeachtach ainiseatrópach. Feabhsaíonn na comhpháirteanna seo dé-athraonadh polaraithe, rud a fhágann go bhfuil cóimheas múchta polaraithe (PER) ard agus bandaleithead leathan ann - príomhthréithe de chórais chumarsáide teirehertz éifeachtacha.
Murab ionann agus dearaí traidisiúnta a bhraitheann ar threoraithe tonnta neamhshiméadracha casta agus minicíochta-spleácha, úsáideann an t-ilphléacsóir nua cumhdach neamh-iseatrópach le spleáchas beag minicíochta amháin. Baineann an cur chuige seo leas iomlán as an bandaleithead fairsing a sholáthraíonn na cúplóirí cónúla.
Is é an toradh bandaleithead codánach gar do 40%, meán-PER os cionn 20 dB, agus caillteanas ionsáithe íosta de thart ar 1 dB. Sáraíonn na méadrachtaí feidhmíochta seo i bhfad iad siúd atá ag dearaí optúla agus micreathonn atá ann cheana féin, a mbíonn bandaleithead cúng agus caillteanas ard orthu go minic.
Ní hamháin go bhfeabhsaíonn obair na foirne taighde éifeachtúlacht na gcóras teirehertz ach leagann sí an dúshraith do ré nua i gcumarsáid gan sreang. Thug an Dr. Gao faoi deara, "Is príomhthiománaí í an nuálaíocht seo chun acmhainneacht na cumarsáide teirehertz a dhíghlasáil." I measc na bhfeidhmeanna tá sruthú físe ardghléine, réaltacht mhéadaithe, agus líonraí soghluaiste den chéad ghlúin eile cosúil le 6G.
Tá teorainneacha suntasacha roimh réitigh thraidisiúnta bainistíochta polaraíochta teirehertz, amhail trasduchtóirí mód ortagónacha (OMTanna) bunaithe ar threoraithe tonnta miotail dronuilleogacha. Bíonn caillteanais ómacha méadaithe ag treoraithe tonnta miotail ag minicíochtaí níos airde, agus tá a bpróisis monaraíochta casta mar gheall ar riachtanais gheoiméadracha diana.
Cuireann ilphléacsóirí polaraithe optúla, lena n-áirítear iad siúd a úsáideann intearfairíméadair Mach-Zehnder nó criostail fhótónacha, in-chomhtháthaitheacht níos fearr agus caillteanais níos ísle ar fáil ach is minic a bhíonn gá le comhbhabhtálacha idir bandaleithead, dlúthacht agus castacht déantúsaíochta.
Úsáidtear cúplóirí treorach go forleathan i gcórais optúla agus teastaíonn dé-athraonadh polaraithe láidir uathu chun méid dlúth agus PER ard a bhaint amach. Mar sin féin, tá siad teoranta ag bandaleithead cúng agus íogaireacht do lamháltais déantúsaíochta.
Comhcheanglaíonn an t-ilphléacsóir nua buntáistí na gcúplóirí treorach cónúla agus cumhdach meánach éifeachtach, ag sárú na dteorainneacha seo. Taispeánann an cumhdach ainiseatrópach dé-athraonadh suntasach, rud a chinntíonn PER ard thar bhandaleithead leathan. Léiríonn an prionsabal dearaidh seo imeacht ó mhodhanna traidisiúnta, ag soláthar réiteach inscálaithe agus praiticiúil le haghaidh comhtháthú teirehertz.
Dheimhnigh bailíochtú turgnamhach an ilphléacsóra a fheidhmíocht eisceachtúil. Oibríonn an gléas go héifeachtúil sa raon 225-330 GHz, ag baint amach bandaleithead codánach de 37.8% agus PER os cionn 20 dB á choinneáil aige. A bhuíochas dá mhéid dlúth agus dá chomhoiriúnacht le próisis déantúsaíochta caighdeánacha, tá sé oiriúnach le haghaidh olltáirgeadh.
Dúirt an Dr. Gao, "Ní hamháin go bhfeabhsaíonn an nuálaíocht seo éifeachtúlacht na gcóras cumarsáide teirehertz ach réitíonn sí an bealach freisin do líonraí gan sreang ardluais níos cumhachtaí agus níos iontaofa."
Síneann feidhmeanna féideartha na teicneolaíochta seo níos faide ná córais chumarsáide. Trí úsáid speictrim a fheabhsú, is féidir leis an ilphléacsóir dul chun cinn a thiomáint i réimsí ar nós radar, íomháú, agus Idirlíon na Rudaí. "Laistigh de dheich mbliana, táimid ag súil go nglacfar go forleathan leis na teicneolaíochtaí teirehertz seo agus go ndéanfar iad a chomhtháthú i dtionscail éagsúla," a dúirt an tOllamh Withayachumnankul.
Is féidir an t-ilphléacsóir a chomhtháthú go gan uaim le gléasanna foirmithe bhíoma níos luaithe a d'fhorbair an fhoireann, rud a chuireann ar chumas feidhmiúlachtaí cumarsáide chun cinn ar ardán aontaithe. Leagann an chomhoiriúnacht seo béim ar ilúsáideacht agus inscálaitheacht an ardáin threoraí tonnta tréleictrigh meán-chlúdaithe éifeachtach.
Tá torthaí taighde na foirne foilsithe san iris Laser & Photonic Reviews, ag cur béime ar a dtábhacht i gcur chun cinn teicneolaíocht fótónach teirehertz. Dúirt an tOllamh Fujita, "Trí bhacainní teicniúla ríthábhachtacha a shárú, meastar go spreagfaidh an nuálaíocht seo spéis agus gníomhaíocht taighde sa réimse."
Tá na taighdeoirí ag súil go spreagfaidh a gcuid oibre feidhmeanna nua agus feabhsuithe teicneolaíochta breise sna blianta amach romhainn, rud a eascróidh i ndeireadh na dála i bhfréamhshamhlacha agus táirgí tráchtála.
Is céim shuntasach chun cinn é an t-ilphléacsóir seo i ndíghlasáil acmhainneacht na cumarsáide teirehertz. Leagann sé caighdeán nua síos do ghléasanna teirehertz comhtháite lena mhéadrachtaí feidhmíochta gan fasach.
De réir mar a leanann an t-éileamh ar líonraí cumarsáide ardluais, ardacmhainne ag fás, beidh ról ríthábhachtach ag nuálaíochtaí den sórt sin i múnlú todhchaí na teicneolaíochta gan sreang.
Am an phoist: 16 Nollaig 2024