Avaintekniikkaa terahertsien langattomalle

Ajatus käyttää 0,1-1,0 terahertsin kantoaaltoja langattomaan viestintään on herättänyt kasvavaa kiinnostusta viime vuosina, koska se mahdollistaisi entistä laajemman käytettävissä olevan kaistanleveyden.

Terahertsitaajuudet saattavat jonain päivänä välittää dataa jopa sata kertaa nopeammin kuin nykypäivän matkapuhelin- tai Wi-Fi-verkot

Viimeaikainen tutkimus on keskittynyt järjestelmädemoihin sekä tutkimaan uusia komponentteja modulaatioon, keilanohjaustekniikkaan ja polarisaation ohjaukseen.

Mutta on vielä monia teknisiä haasteita ratkaistava ennen kuin tämän alueen langaton on käytännön tekniikkaa. Yksi niistä on terahertsiaaltojen kanavointi.

"Jokainen terahertsiviestinnän sovellus tarvitsee jonkinlaisen multipleksauksen ja demultipleksoinnin", toteaa Brownin yliopiston professori Daniel Mittleman. "Tämä on, tietojemme mukaan ensimmäinen kerta kun joku on osoittanut toteuttamiskelpoisen strategian multipleksoida terahertsialuetta."

Multiplekseri, jonka parissa Mittleman ja hänen kollegansa ovat työskennelleet hyödyntää perustanaan vuotavien aaltojen antennia. Tässä tapauksessa antenni on tehty kahdesta samansuuntaisesta metallilevystä, jotka muodostavat aaltojohdon. Toisessa levyistä on kapea aukko ja toisessa kourumainen ura.

Kun terahertsiaallot tulevat aaltoputkeen, osa säteilystä vuotaa raosta ulos. Tutkimustyön aikana on käynyt ilmi, että terahertsiaallot vuotavat ulos eri kulmista riippuen syötetystä taajuudesta. Toisessa päässä vastaanotinantenni voidaan sitten virittää tietylle kulmalle, ja siten vastaanottaa dataa vain yhdestä datavirrasta.

Tutkijoiden kehittämä laitearkkitehtuuri tarjoaa lisäksi ainutlaatuisen menetelmän ohjata taajuuksien jakoa, varioimalla aaltoputken levyjen välistä etäisyyttä. Tämä strategia, joka eroaa aiemmin mikroaaltojen tai optisissa järjestelmissä käytetystä, mahdollistaa multipleksoitavien terahertsikanavien sekä keskitaajuuden että kaistanleveyden riippumattoman hallinnan.