Kevyempi ja halvempi kiertoelin

University of Texas at Austinin tutkijat ovat kehittäneet ilman magneetteja toimivan radioaaltojen kiertoelimen.

Radioaaltojen kiertoelin kaksinkertaistaa langattoman viestinnän hyödynnettävän kaistanleveyden mahdollistamalla täysdupleksisen toiminnan eli laitteet voivat lähettää ja vastaanottaa signaaleja samalla taajuuskaistalla samanaikaisesti.

Nykyiset kiertoelimet perustuvat yleensä magneettisiin materiaaleihin ja ovat siksi kookkaita ja kalliita. Siten niitä ei käytetä esimerkiksi nykyisissä solukkoverkkojärjestelmissä.

Texasilaistutkijoiden kehittämä kiertoelin voidaan toteuttaa mikropiirimateriaaleilla ja integroida muutaman mikrometrin kokoon. Jo nykyinen protolaite on 75 kertaa pienempi kuin toiminnan aallonpituus.

Järjestelmä perustuu kolmen symmetrisesti kytketyn resonaattorin parametriseen modulointiin. Niiden resonanssitaajuuksia moduloidaan ulkoisilla signaaleilla, joilla on sama amplitudi ja suhteellinen 120 asteen vaihe-ero, mikä antaa tehokkaan sähköisen kulmamomentin järjestelmään.

Uudenlainen kiertoelin voidaan myös virittää reaaliajassa laajalla taajuusalueella, mikä on suuri etu verrattuna perinteisiin kiertoelimiin.

Uuden ratkaisun avulla voi sisällyttää viritettävän ei-vastavuoroisen komponentin vaikkapa mobiilialustoille. Erityisesti teleyrityksille rajallisen kaistanleveyden tehokkaampi käyttö tarkoittaa merkittäviä kustannusetuja.

Tutkijat jopa visioivat mikrokokoisen kiertoelimen sijoittamista kännykkäteknologiaan. Siitä voisi olla hyötyä erityisesti suurtapahtumien aikaisten yhteyksien parempana hallintana. Pienikokoisista kiertoelimistä olisi hyötyä myös lentokoneiden, laivojen ja satelliittien vaiheryhmissä ja tutkajärjestelmissä.

Edelleen tutkimusryhmä kehittelee konseptia suojaamaan lasereita ja luodakseen integroidun nanofotonisen piirin, joka reitittää valosignaaleja. Alun perin tämäkin idea on kaapattu aiemmasta tutkimuksesta, jossa ääniaaltoja kierrätettiin pyörivässä väliaineessa.