Исследовательская группа CityU создала инновационную антенну. Это изобретение позволяет контролировать направление, частоту и интенсивность излучения сигнального луча. Кроме того, эта антенна бесценна для приложений беспроводной связи 6G, таких как датчики ISAC и интеграция связи.
После изготовления характеристики и структуру традиционных антенн практически невозможно изменить. Однако пространственно-временное кодирование может изменить направление, частоту и амплитуду электромагнитных волн от антенны нового поколения, известной как «метаповерхностная антенна без боковой полосы (STC)». Это обеспечивает большую гибкость для пользователей.
Эта функция использует метаповерхности - специальные ультратонкие материалы, состоящие из множества крошечных метаатомов. Это можно сделать, манипулируя током, чтобы заставить их переключать метаатомы между излучающим и неизлучающим состояниями - действуя как набор переключателей, изменяющих свою реакцию в реальном времени.
Метаповерхностная антенна STC может использовать и управлять сложными электромагнитными волнами в пространственной и частотной областях с помощью программного управления. Это позволяет ему генерировать точно настроенный луч с любой желаемой диаграммой направленности.
Чан Чи-Хоу, профессор кафедры электронной инженерии и исполняющий обязанности ректора в CityU, подтвердил, что антенна представляет собой успешное сочетание методов пространственно-временного кодирования и амплитудно-модулированных (AM) антенн с утечкой волны.
Концепция AM-антенн с утечкой волны была впервые предложена доктором Ву Генгом из CityU. Эта концепция предлагает аналитический метод создания антенн с необходимыми диаграммами направленности для различных нишевых применений путем простого изменения структуры и формы антенн.
Изготовленные AM-антенны с утечкой волны демонстрируют фиксированные характеристики излучения, которые теперь могут динамически изменяться благодаря его новаторской работе.
Профессор Чан и его команда представили новый дизайн - использование волноводов для управления электромагнитными волнами на метаповерхностях. Этот прорыв устранил нежелательные гармонические частоты, называемые «загрязнением спектра», а также увеличил направленный луч антенны для безопасной связи. Используя преимущество отражения между внутренней стеной, они открыли невиданные ранее возможности беспроводной передачи.
С помощью обеих технологий ученым удалось добиться заданных характеристик излучения. Этими характеристиками можно управлять с помощью продолжительности включения-выключения и последовательностей переключений на антенне через STC.
Удивительное нововведение профессора Чана использует мощность метаповерхностной антенны STC, подобной RADAR, что позволяет ей фокусировать свою энергию в одной точке с регулируемым или фиксированным фокусным расстоянием.
Это можно использовать в ISAC для беспроводной связи 6G не только для создания 3D-голограмм, которые позволяют пользователям разговаривать лицом к лицу через свои мобильные телефоны, но и для обеспечения более высокой защиты от прослушивания, чем традиционная архитектура передатчика.
