ინდუსტრიის სიახლეები: 6G კომუნიკაცია ახალ მიღწევას აღწევს!

პროფესორმა ვიაიაჩუმნანკულმა თქვა: ”შემოთავაზებული პოლარიზაციის მულტიპლექსერი საშუალებას აძლევს მონაცემთა რამდენიმე ნაკადს ერთდროულად გადაიცეს იმავე სიხშირის დიაპაზონში, რაც ეფექტურად აორმაგებს მონაცემთა მოცულობას”. მოწყობილობის მიერ მიღწეული ფარდობითი გამტარობა უპრეცედენტოა ნებისმიერი სიხშირის დიაპაზონში, რაც წარმოადგენს მნიშვნელოვან ნახტომს ინტეგრირებული მულტიპლექსერებისთვის.

პოლარიზაციის მულტიპლექსერები აუცილებელია თანამედროვე კომუნიკაციაში, რადგან ისინი საშუალებას აძლევს მრავალ სიგნალს გაზიარონ ერთი და იგივე სიხშირის დიაპაზონი, რაც მნიშვნელოვნად აძლიერებს არხის მოცულობას.

ახალი მოწყობილობა ამას აღწევს კონუსური მიმართულების წყვილებისა და ანიზოტროპული ეფექტური საშუალო საფარის გამოყენებით. ეს კომპონენტები აძლიერებენ პოლარიზაციის ორმხრივ შეფერხებას, რაც იწვევს პოლარიზაციის გაქრობის მაღალ კოეფიციენტს (PER) და ფართო გამტარობას - ეფექტური ტერაჰერცის საკომუნიკაციო სისტემების ძირითად მახასიათებლებს.

განსხვავებით ტრადიციული დიზაინისგან, რომელიც ეყრდნობა კომპლექსურ და სიხშირეზე დამოკიდებულ ასიმეტრიულ ტალღების გამტარებს, ახალი მულტიპლექსერი იყენებს ანისოტროპულ გადაფარვას მხოლოდ მცირე სიხშირეზე დამოკიდებულებით. ეს მიდგომა სრულად იყენებს კონუსური წყვილების მიერ მოწოდებულ ფართო გამტარობას.

შედეგი არის ფრაქციული გამტარობა 40%-თან ახლოს, საშუალო PER 20 დბ-ს აღემატება და ჩასმის მინიმალური დანაკარგი დაახლოებით 1 დბ. შესრულების ეს მეტრიკა ბევრად აღემატება არსებულ ოპტიკურ და მიკროტალღურ დიზაინებს, რომლებიც ხშირად განიცდიან ვიწრო გამტარობას და დიდ დანაკარგს.

კვლევითი ჯგუფის მუშაობა არა მხოლოდ ზრდის ტერაჰერცის სისტემების ეფექტურობას, არამედ საფუძველს უქმნის უსადენო კომუნიკაციის ახალ ეპოქას. დოქტორმა გაომ აღნიშნა, "ეს ინოვაცია არის მთავარი მამოძრავებელი ძალა ტერაჰერცის კომუნიკაციის პოტენციალის გასახსნელად." აპლიკაციებში შედის მაღალი გარჩევადობის ვიდეო ნაკადი, გაძლიერებული რეალობა და შემდეგი თაობის მობილური ქსელები, როგორიცაა 6G.

ტრადიციული ტერაჰერცის პოლარიზაციის მართვის გადაწყვეტილებები, როგორიცაა ორთოგონალური რეჟიმის გადამყვანები (OMTs), რომლებიც დაფუძნებულია მართკუთხა ლითონის ტალღების გამტარებლებზე, მნიშვნელოვანი შეზღუდვებია. ლითონის ტალღების გამტარები განიცდიან გაზრდილ ომის დანაკარგებს მაღალ სიხშირეებზე და მათი წარმოების პროცესები რთულია მკაცრი გეომეტრიული მოთხოვნების გამო.

ოპტიკური პოლარიზაციის მულტიპლექსატორები, მათ შორის ისეთებიც, რომლებიც იყენებენ Mach-Zehnder-ის ინტერფერომეტრებს ან ფოტონიკურ კრისტალებს, გვთავაზობენ უკეთეს ინტეგრირებას და დაბალ დანაკარგებს, მაგრამ ხშირად საჭიროებენ გაცვლას სიჩქარეს, კომპაქტურობასა და წარმოების სირთულეს შორის.

მიმართულების წყვილები ფართოდ გამოიყენება ოპტიკურ სისტემებში და საჭიროებენ ძლიერ პოლარიზაციის ორმხრივ შეფერხებას კომპაქტური ზომისა და მაღალი PER-ის მისაღწევად. თუმცა, ისინი შემოიფარგლება ვიწრო გამტარუნარიანობით და მგრძნობელობით წარმოების ტოლერანტობის მიმართ.

ახალი მულტიპლექსერი აერთიანებს კონუსური მიმართულების წყვილებისა და ეფექტური საშუალო მოპირკეთების უპირატესობებს, გადალახავს ამ შეზღუდვებს. ანიზოტროპული მოპირკეთება ავლენს მნიშვნელოვან ორმხრივად გაყოფას, რაც უზრუნველყოფს მაღალ PER-ს ფართო გამტარუნარიანობას. დიზაინის ეს პრინციპი აღნიშნავს ტრადიციულ მეთოდებს გადახვევას, რაც უზრუნველყოფს მასშტაბურ და პრაქტიკულ გადაწყვეტას ტერაჰერცის ინტეგრაციისთვის.

მულტიპლექსერის ექსპერიმენტულმა ვალიდაციამ დაადასტურა მისი განსაკუთრებული შესრულება. მოწყობილობა ეფექტურად მუშაობს 225-330 გჰც დიაპაზონში, მიიღწევა წილადი გამტარუნარიანობა 37.8%, ხოლო PER-ის შენარჩუნება 20 დბ-ზე ზემოთ. მისი კომპაქტური ზომა და სტანდარტული წარმოების პროცესებთან თავსებადობა მას მასიური წარმოებისთვის შესაფერისს ხდის.

დოქტორმა გაომ აღნიშნა: „ეს ინოვაცია არა მხოლოდ ზრდის ტერაჰერცის საკომუნიკაციო სისტემების ეფექტურობას, არამედ გზას უხსნის უფრო მძლავრ და საიმედო მაღალსიჩქარიან უკაბელო ქსელებს“.

ამ ტექნოლოგიის პოტენციური გამოყენება ვრცელდება საკომუნიკაციო სისტემების მიღმა. სპექტრის გამოყენების გაუმჯობესებით, მულტიპლექსერს შეუძლია მიაღწიოს წინსვლას ისეთ სფეროებში, როგორიცაა რადარი, გამოსახულება და ნივთების ინტერნეტი. „ერთი ათწლეულის განმავლობაში ჩვენ ველით, რომ ეს ტერაჰერცის ტექნოლოგიები ფართოდ იქნება მიღებული და ინტეგრირებული სხვადასხვა ინდუსტრიაში“, - თქვა პროფესორმა ვიტაიაჩუმნანკულმა.

მულტიპლექსერი ასევე შეიძლება უპრობლემოდ იყოს ინტეგრირებული გუნდის მიერ შემუშავებულ ადრინდელ სხივის ფორმირების მოწყობილობებთან, რაც უზრუნველყოფს გაფართოებულ საკომუნიკაციო ფუნქციებს ერთიან პლატფორმაზე. ეს თავსებადობა ხაზს უსვამს ეფექტური საშუალო მოპირკეთებული დიელექტრიკული ტალღის გამტარი პლატფორმის მრავალფეროვნებას და მასშტაბურობას.

ჯგუფის კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა ჟურნალში Laser & Photonic Reviews, სადაც ხაზგასმულია მათი მნიშვნელობა ფოტონური ტერაჰერცის ტექნოლოგიის წინსვლისთვის. პროფესორმა ფუჯიტამ აღნიშნა: „კრიტიკული ტექნიკური ბარიერების გადალახვით, მოსალოდნელია, რომ ეს ინოვაცია გააძლიერებს ინტერესს და კვლევით საქმიანობას ამ სფეროში“.

მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ მათი მუშაობა შთააგონებს ახალ აპლიკაციებს და შემდგომ ტექნოლოგიურ გაუმჯობესებას უახლოეს წლებში, რაც საბოლოოდ გამოიწვევს კომერციულ პროტოტიპებსა და პროდუქტებს.

ეს მულტიპლექსერი წარმოადგენს მნიშვნელოვან წინგადადგმულ ნაბიჯს ტერაჰერცის კომუნიკაციის პოტენციალის გახსნაში. იგი ადგენს ახალ სტანდარტს ინტეგრირებული ტერაჰერცის მოწყობილობებისთვის თავისი უპრეცედენტო შესრულების მეტრიკებით.

რამდენადაც მოთხოვნა მაღალი სიჩქარით, მაღალი სიმძლავრის საკომუნიკაციო ქსელებზე აგრძელებს ზრდას, ასეთი ინოვაციები გადამწყვეტ როლს ითამაშებს უსადენო ტექნოლოგიების მომავლის ჩამოყალიბებაში.