دانشمندان موفق به ساخت یک آنتن جدید شده اند که می تواند ما را یک قدم به ارتباطات بی سیم ۶G نزدیک کند. کدگذاری فضا- زمان می تواند جهت، فرکانس و دامنه امواج الکترومغناطیسی آنتن نسل جدید را تغییر دهد.
به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، یک سامانه آنتن جدید که از فناوری کدگذاری فضا- زمان برای افزایش امنیت ارتباطات بی سیم ۶G بهره می برد، در حال توسعه است.
تلاش یک گروه پژوهشی به رهبری پروفسور چان چی- هو از دانشگاه شهری هنگ کنگ (CityU)، به ابداع یک آنتن خلاقانه و تغییر دهنده بازی منجر شده است. این اختراع انقلابی، امکان کنترل بی سابقه جهت، فرکانس و شدت انتشار پرتوی سیگنال آن را فراهم می کند. این آنتن علاوه بر این ، برای برنامه های ارتباطی بی سیم ۶G مانند سنجش مرکز اشتراک و آنالیز اطلاعات (ISAC) و یکپارچه سازی ارتباطات بسیار ارزشمند است.
نقش کدگذاری فضا-زمان (STC)
تغییر ویژگی ها و ساختار آنتن های سنتی پس از ساخته شدن تقریبا غیرممکن است. با این حال، کدگذاری فضا- زمان میتواند جهت، فرکانس و دامنه تابش الکترومغناطیسی (Electromagnetic radiation) آنتن نسل جدید را تغییر دهد که به آنتن فراسطحی بدون باند جانبی (STC) معروف است. این ویژگی، امکان انعطاف پذیری زيادي را برای کاربران فراهم می کند.
این ویژگی انقلابی از فراسطح ها استفاده می کند که مواد فوق العاده نازک ویژه ای هستند که از بسیاری از فرا اتم های ریز ساخته شده اند. این کار را میتوان با دستکاری جریان برای نیرو دادن به آنها انجام داد تا فرا اتم ها را مانند آرایه ای از سوئیچ ها که پاسخ آن را در لحظه تغییر می‌دهند، بین حالت های تابشی و غیر تابشی تغییر داد.
آنتن فراسطحی STC میتواند امواج الکترومغناطیسی پیچیده را در حوزه های فضا و فرکانس با استفاده از کنترل نرم‌افزار، مهار و دستکاری کند. این کار آن را قادر می سازد تا یک پرتوی دقیقاً متناسب با هر الگوی تابشی دلخواه تولید کند.
ترکیب موفقیت آمیز دو پیشرفت
پروفسور چان چی- هو، استاد مهندسی الکترونیک در CityU تائید کرد که ابداع این آنتن، یک همکاري موفق از روش های کدگذاری فضا- زمان و آنتن های موج نشتی AM است.
در سال ۲۰۲۰، مفهوم آنتن های موج نشتی AM برای اولین بار توسط دکتر وو گنگ در CityU، یک دانشجوی پسادکترا پیشنهاد شد. این مفهوم یک روش تحلیلی را برای ایجاد آنتن هایی با الگوهای انتشار لازم برای کاربردهای مختلف تنها با تغییر ساختار و فرم آنتن ها ارائه می دهد.
دکتر جونیان دای، متخصص برجسته در کدگذاری فضا- زمان و فراسطح های دیجیتال برای پیکربندی مجدد عملکرد آنتن، به گروه پژوهشی پروفسور کوی تیجون و چنگ کیانگ از پردیس نانجینگ دانشگاه جنوب شرقی پیوست. در همان زمان، دکتر دای به CityU که به بسياري از مطالعات و اکتشافات پژوهشی معروف است ، آمد و با پروفسور چان در دانشکده فناوری نوآوری دانش (SKIT) همکاری کرد.
مهارت وی بُعد جدید و هیجان انگیزی به پژوهش های آن ها داد. این آنتن های موج نشتی AM پس از ساخته شدن، ویژگی های تابشی ثابتی را نشان می‌دهند که اکنون به لطف کار نوآورانه او میتوان به صورت پویا آنرا تغییر داد.
پروفسور چان و گروهش از یک طرح جدید انقلابی پرده برداری کردند که استفاده از موج بَرها برای کنترل امواج الکترومغناطیسی در فراسطح ها است. موج بَر، ساختاری است که امواجی چون امواج الکترومغناطیسی یا امواج صوتی را هدایت و منتقل می کند.
این پیشرفت، فرکانس های هارمونیک ناخواسته را که به آن «آلودگی طیف» گفته می شود، حذف کرد و در عین حال پرتوی هدایت آنتن را برای ارتباط امن افزایش داد. دانشمندان با بهره گیری از انعکاس بین دیواره داخلی، امکاناتی را در انتقال بی سیم ارائه کرده اند که قبلا ممکن نبود.
نقش مهم فناوری های STC و AM در ISAC برای ارتباطات بی سیم ۶G
دانشمندان با هر دوی این فناوری ها توانستند به ویژگی های تابش و تشعشع برگزیده دست یابند. این ویژگی ها را میتوان با مدت زمان روشن- خاموش و توالی روی کلیدهای روی آنتن از طریق STC کنترل کرد.
نوآوری شگفت انگیز پروفسور چان از قدرت آنتن فراسطحی STC شبیه به رادار استفاده می کند و به آن اجازه می دهد انرژی خود را با فاصله کانونی قابل تنظیم یا ثابت در یک نقطه متمرکز کند.
این ویژگی می تواند در ISAC برای ارتباطات بی سیم ۶G نه تنها میتواند برای ایجاد هولوگرام های سه بعدی که به کاربران اجازه می دهد با تلفن های همراه خود با افراد دیگر به صورت رو در رو صحبت کنند، بلکه برای ایجاد محافظت برتر دربرابر شنود نسبت به معماری فرستنده های سنتی استفاده شود.
- 16
- 6
