Metapinnat manipuloivat

Digitaalisesti ohjelmoitavat metapinnat ovat potentiaalisesti käyttökelpoisia langattomissa multipleksointitekniikoissa, koska ne voivat koodata ja lähettää informaatiota käyttämättä perinteisiä radiotaajuisia komponentteja, kuten antenneja tai sekoittimia.

Suurempi kuva

Tila/aika koodaavat digitaaliset metapinnat voivat erityisesti manipuloida sähkömagneettisten aaltojen etenemissuuntaa ja harmonista tehonjakoa, mikä tekee niistä sopivia tila- ja taajuusjakoisiin multipleksointeihin.

Vaikka digitaalisia metapintoja on käytetty langattomaan viestintään, nämä järjestelmät pystyivät toteuttamaan signaalimodulaation vain aikatasossa. Tutkijaryhmä kiinalaisista Southeast Universitystä ja Jiangsu Cyber Space Science & Technology Co. -yrityksestä ovat kehittäneet tavan käyttää digitaalisesti ohjelmoitavia metapintoja tila- ja taajuusjakoisen multipleksoinnin suorittamiseen.

He loivat langattoman viestintäjärjestelmän, joka käyttää tila- ja aikakoodaavia digitaalisia metapintoja sekä tila- että taajuusjakoisen multipleksoinnin toteuttamiseksi.

Koodaamalla tila-aika-koodausmatriisit useiden kanavien kautta, digitaalisia viestejä voidaan välittää suoraan eri käyttäjille eri paikoissa samanaikaisesti ilman digitaali/analogia muunnosta ja sekoitusprosessien tarvetta.

Tämän lähestymistavan havainnollistamiseksi tutkijat rakensivat kaksikanavaisen langattoman viestintäjärjestelmän, joka perustuu kaksibittiseen tila-aikakoodaavaan digitaaliseen metapintaan jonka avulla siirretään kaksi erilaista kuvaa kahdelle käyttäjälle samanaikaisesti reaaliajassa.

Toinen tutkijaryhmä, jota johtaa professori Songlin Zhuang Shanghain tiede- ja teknologiayliopistosta on tehnyt yhteenvedon viimeaikaisista edistysaskeleista terahertsiaaltojen manipuloinnista metapintojen avulla.

Metapinnat koostuvat tyypillisesti tasomaisista antenneista, jotka mahdollistavat ennalta suunnitellut EM-vasteet. Siten niillä voidaan räätälöidä tarkasti sähkömagneettisten aaltojen amplitudia, vaiheita ja polarisaatiota aallonpituuden tarkkuudella.

Katsaus tutkailee metapintojen käyttöä THz-aaltojen aaltorintamanipulointiin, mukaan lukien tasomaiset metalinssit, hologrammit, mielivaltainen polarisaation hallinta, erikoisten säteiden muodostaminen ja aktiiviset metapintarakenteet. Tällaiset erittäin pienikokoiset ja ainutlaatuisilla toiminnoilla varustetut rakenteet tekevät metapintalaitteista erittäin houkuttelevia sellaisissa sovelluksissa, kuten kuvantaminen, salaus, informaation modulointi ja THz-viestintä.

Aiheesta aiemmin:

Metapinnoilla langattomat terahertsialueille

Kvanttitunnelointi grafeenissa terahertsi-ilmaisimena