作者凯文·史黛西,布朗大学 不同频率的辐射从泄漏波导以不同的角度发出
这种频率彩虹是未来太赫兹数据网络链路发现系统的基础
学分:米特莱曼实验室/奈特利实验室 当有人打开笔记本电脑时,路由器可以快速找到它,并将其连接到本地无线网络
这种能力是任何被称为链路发现的无线网络的基本要素,现在一组研究人员已经开发了一种利用太赫兹辐射的方法,这种高频波有朝一日可能用于超高速无线数据传输
由于它们的高频率,太赫兹波携带的数据比今天用来携带我们数据的微波多几百倍
但是更高的频率也意味着太赫兹波的传播方式不同于微波
微波从全方位广播的源发出,而太赫兹波以窄波束传播
布朗大学工程学院的丹尼尔·米特莱曼教授说:“当你谈论一个发射波束的网络时,它会引发无数关于你如何实际构建这个网络的问题。”
“其中一个问题是,接入点(您可以将其视为路由器)如何找到客户端设备的位置,以便将光束对准它们
这就是我们在这里想的
" 在《自然通讯》上发表的一篇论文中,布朗和莱斯大学的研究人员表明,一种被称为泄漏波导的设备可以用于太赫兹频率的链路发现
这种方法使得链接发现可以被动地一次性完成
漏波导的概念很简单
只是两块金属板之间有一个空间,辐射可以在这里传播
其中一块板上有一条狭窄的切口,允许一点点辐射泄漏出去
这项新的研究表明,该设备可以通过利用其一个潜在的特性来用于链路发现和跟踪:不同的频率以不同的角度从缝隙中泄漏出来
赖斯大学的研究生、该项研究的合著者亚萨曼·加森普尔说:“我们在一个脉冲中向这个波导输入了很宽范围的太赫兹频率,每个频率同时以不同的角度泄漏出去。”
“你可以把它想象成一条泄露出去的彩虹,每种颜色代表一个独特的光谱特征,对应一个角度
" 现在想象一个放置在接入点上的泄漏波导
根据客户端设备相对于接入点的位置,它会看到波导管发出不同的颜色
客户端只是向接入点发回一个信号,上面写着“我看到了黄色”,现在接入点知道客户端的确切位置,并可以继续跟踪它
“这不仅仅是发现一次联系,”亚萨曼说
“事实上,随着客户的移动,传输方向需要不断调整
我们的技术允许超快速适应,这是实现无缝连接的关键
" 该设置还在客户端使用了泄漏波导
在这方面,通过波导缝隙接收的频率范围可以用来确定路由器相对于设备本地旋转的位置,就像有人在使用笔记本电脑时旋转椅子一样
米特曼说,找到一种在太赫兹领域进行链路发现的新方法很重要,因为现有的微波链路发现协议根本不适用于太赫兹信号
即使是为新兴的5G网络开发的协议(比标准微波定向得多),对太赫兹来说也是不可行的
这是因为尽管5G光束很窄,但它们仍然比太赫兹网络中的光束宽10倍左右
“我想有些人认为,由于5G有点方向性,这个问题已经解决了,但5G解决方案根本就不可扩展,”米特曼说
“需要一个全新的想法
这是开始构建太赫兹网络所需的基本协议之一
"
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