Ученые разработали новую антенну, которая позволяет управлять частотой, амплитудой и направлением излучаемого луча. Создатели технологии считают, что их изобретение сыграет важную роль в интеграции измерений и связи (ISAC) для 6G. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Electronics.
Антенны нового поколения, получившие название «метаповерхностные антенны без боковой полосы с пространственно-временным кодированием», в отличие от их предшественников, позволяют менять направление, частоту и амплитуду электромагнитных волн посредством пространственно-временного кодирования (или программного управления). Новая функция делает использование антенны более удобным для пользователя.
Благодаря воздействию электрическим током на метаатомы (плазмонные наноструктуры, способные удерживать свет бесконечно долго) можно изменить реакцию метаповерхности — искусственного тонколистового материала субволновой толщины. Такое устройство антенны позволяет осуществлять сложные манипуляции с волнами в пространственной и частотной областях с помощью программного управления, а также получать необходимую диаграмму излучения и точно направленный луч.
Ученые из Городского университета Гонконга, работавшие над изобретением, объясняют, что их разработка основана на сочетании амплитудной модуляции (АМ) и методах пространственно-временного кодирования. «Подобная концепция обеспечивает аналитический подход к синтезу антенн с требуемыми диаграммами излучения для различных специфических применений путем простого изменения формы и структуры антенн», — утверждает У Гэн Бо, сотрудник Городского университета Гонконга, один из авторов исследования.
Чтобы устранить «боковые полосы», нежелательные гармонические колебания, которые приводят к загрязнению радиочастотного спектра, исследователи из Гонконга предложили использовать волновод (канал для передачи волн). Такая конструкция поможет подавить нежелательные частоты, достичь точного направления луча и обеспечить безопасную связь.
Также, по словам участников исследования, энергия новой антенны может сосредотачиваться в точке фокусировки с фиксированным или переменным фокусным расстоянием. Эта особенность обеспечивает возможность визуализации в реальном времени и использование изобретения как радара для сканирования окружающей среды и обратной связи.
Руководитель проекта профессор Чань Чи Хоу полагает, что антенна имеет значение для интеграции измерений и связи: «Излучаемый луч может сканировать человека и создавать его изображение, позволяя пользователям мобильных телефонов общаться друг с другом с помощью трехмерных голограмм. Кроме того, технология лучше защищает от прослушивания, чем традиционная архитектура передатчика».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
