Bank

Studi baru untuk meningkatkan komunikasi nirkabel

Big News Network

[ad_1]

Jersey baru [US], 5 Januari (ANI): Para peneliti dari Princeton University School of Engineering and Applied Science telah menemukan jalan keluar baru untuk meningkatkan komunikasi nirkabel dengan menggunakan permukaan yang dapat diprogram, yang disebut metasurface.

Merakit chip kecil menjadi permukaan unik yang dapat diprogram, para peneliti Princeton telah menciptakan komponen kunci untuk membuka pita komunikasi yang menjanjikan untuk secara dramatis meningkatkan jumlah data yang dapat dikirim oleh sistem nirkabel.

Permukaan yang dapat diprogram, yang disebut permukaan metas, memungkinkan para insinyur untuk mengontrol dan memfokuskan transmisi di pita terahertz dari spektrum elektromagnetik. Terahertz, rentang frekuensi yang terletak di antara gelombang mikro dan cahaya inframerah, dapat mengirimkan lebih banyak data daripada sistem nirkabel berbasis radio saat ini.

Dengan sistem komunikasi generasi kelima (5G) yang menawarkan kecepatan 10 hingga 100 kali lebih cepat dari generasi sebelumnya, permintaan bandwidth semakin meningkat. Menghadapi kemunculan teknologi seperti mobil self-driving dan aplikasi augmented reality, terahertz band menghadirkan peluang bagi para insinyur yang mencari cara untuk meningkatkan kecepatan transmisi data.

Tidak seperti gelombang radio, yang dengan mudah melewati penghalang seperti dinding, terahertz bekerja paling baik dengan garis pandang yang relatif jelas untuk transmisi. Perangkat metasurface, dengan kemampuan untuk mengontrol dan memfokuskan gelombang terahertz yang masuk, dapat memancarkan transmisi ke segala arah yang diinginkan. Ini tidak hanya dapat mengaktifkan jaringan nirkabel yang dapat dikonfigurasi ulang secara dinamis tetapi juga membuka teknologi penginderaan dan pencitraan resolusi tinggi baru untuk robotika generasi berikutnya, sistem fisik siber, dan otomasi industri.

Studi yang dipublikasikan di Nature Electronics, mengatakan karena metasurface dibangun menggunakan elemen chip silikon standar, biayanya rendah dan dapat diproduksi secara massal untuk penempatan di gedung, rambu jalan, dan permukaan lainnya.

Kaushik Sengupta, seorang profesor teknik kelistrikan di Princeton dan penulis utama studi baru yang berfokus pada sistem skala chip terintegrasi di seluruh gelombang radio, terahertz ke frekuensi optik, mengatakan biaya produksi metasurface yang rendah dan kemampuan programnya berarti itu bisa menjadi “a peningkat utama untuk komunikasi dan kemampuan jaringan. “Para peneliti dari Sengupta’s Integrated Microsystems Research Lab mendeskripsikan desain metasurface, yang menampilkan ratusan elemen Terahertz yang dapat diprogram, masing-masing berdiameter kurang dari 100 mikrometer (sepersejuta meter) dan hanya 3,4 mikrometer tinggi, terbuat dari lapisan tembaga dan digabungkan dengan elektronik aktif yang secara kolektif beresonansi dengan struktur.

Hal ini memungkinkan penyesuaian geometrinya dengan kecepatan beberapa miliar kali per detik. Perubahan ini yang dapat diprogram berdasarkan aplikasi yang diinginkan membagi satu berkas terahertz yang masuk menjadi beberapa berkas terahertz yang dinamis dan dapat diarahkan yang dapat mempertahankan garis pandang dengan receiver.

Para peneliti Princeton menugaskan pengecoran chip silikon untuk membuat permukaan metasebagai ubin ke chip silikon standar. Dengan cara ini, para peneliti menunjukkan bahwa metasurface terahertz yang dapat diprogram dapat dikonfigurasi menjadi susunan ubin yang terjangkau dan dapat diskalakan.

Sebagai bukti konsep, para peneliti Princeton menguji susunan ubin berukuran dua kali dua dengan 576 elemen yang dapat diprogram dan mendemonstrasikan kontrol berkas dengan memproyeksikan hologram terahertz (tak terlihat).

Banyak aplikasi lain untuk teknologi ini termasuk pengenalan dan pencitraan gerakan, serta dalam otomasi dan keamanan industri. Aplikasi potensial lainnya adalah mobil otonom atau self-driving. Kendaraan ini membutuhkan penginderaan dan pencitraan yang tepat untuk memahami dunia luar secara real-time, dan idealnya bahkan lebih cepat daripada pengemudi manusia.

Mobil semi-otonom yang semakin banyak dijual saat ini menggunakan radar 77 GHz untuk mendeteksi pejalan kaki dan kendaraan lain untuk keperluan cruise control adaptif dan pengereman darurat otomatis. Namun, untuk otonomi penuh tanpa pengemudi, mobil akan mendapat manfaat dengan melihat jalan dan rintangan dengan lebih baik dengan sensor dan kamera terahertz-band, serta dapat berkomunikasi dengan kendaraan lain lebih cepat.

Ke depan, metasurfaces yang dapat diprogram akan membutuhkan pengembangan lebih lanjut, kata Sengupta, untuk diintegrasikan sebagai komponen dalam jaringan generasi mendatang yang inovatif. (ANI)

Author : Singapore Prize