
Микроволновый фотонный фильтр приблизил связь 6G
Микроволновый фотонный фильтр размером с чип вскоре может сделать беспроводную связь 6G реальностью. Исследователи из Пекинского университета создали крошечное устройство, которое может отфильтровывать сигналы связи от ненужного «шума» и подавлять нежелательные помехи в широком диапазоне радиочастот. Уменьшение масштабов необходимой технологии — один из ключевых шагов на пути к беспроводной технике следующего поколения, включая смартфоны с 6G, самоуправляемый транспорт и подключённые к интернету приборы.
— Синцзюнь Ван, Пекинский университет.
В журнале Photonics Research («Исследования в области фотоники») исследователи объяснили, как их новый фотонный фильтр преодолевает ограничения современных электронных устройств для выполнения множества задач, но при этом остаётся размером с компьютерный чип и потребляет меньше энергии, чем фильтры предшествующих поколений. Команда также продемонстрировала, как фотонный фильтр способен работать в широком спектре радиочастот, который простирается до более чем 30 гигаГерц (гГц), что делает его пригодным для будущей технологии 6G.
Авторы научной работы отмечают, что сети 6G, скорее всего, будут передавать свои сигналы с использованием миллиметровых волн и даже тераГерцевых диапазонов частот. Исследователи полагают, что этот чрезвычайно широкополосный сигнал, вероятно, будет создавать помехи другим каналам связи.
Чтобы устранить проблему до того, как она возникнет, команда начала работать над фильтром, который может защитить приёмники сигналов от различных типов помех по всему радиочастотному спектру.
• фазовый модулятор служит входом радиочастотного сигнала, который модулирует электрический сигнал в оптической области;
• двойное кольцо действует как переключатель для формата модуляции;
• регулируемое микрокольцо — основное устройство для обработки сигнала;
• фотодетектор служит в качестве выходного радиочастотного сигнала и восстанавливает его из оптического сигнала.
Ван пояснил, что главная инновация заключается в устранении барьеров между устройствами и взаимодействии между ними. Совместная работа двойного кольца и микрофона позволяет реализовать согласованную по интенсивности одноступенчатую архитектуру с регулируемым каскадным микрофоном (ICSSA-CM), который упрощает всю систему.

Во время тестов исследователи использовали высокочастотные датчики для загрузки радиосигнала в чип и собирали восстановленный сигнал с помощью высокоскоростного фотоприёмника. Затем они использовали генератор сигналов произвольной формы и направленные антенны для имитации передачи высокоскоростного беспроводного сигнала со скоростью 2 Гбит/с, подключив высокоскоростной осциллограф для приёма обработанного сигнала.
Авторы исследования сравнили результаты с использованием фильтра и без него, чтобы увидеть, насколько хорошо работает устройство. Результаты показали, что новый фотонный фильтр работает так же хорошо, как и другие, гораздо более громоздкие и менее экономичные фотонные фильтры.
Ученые планируют усовершенствовать технологию, чтобы она могла отфильтровывать все радиошумы, с которыми, возможно, придётся иметь дело при построении будущих сетей 6G.
Новый чип микроволнового фильтра обладает потенциалом для улучшения беспроводной связи 6G, что приведёт к более быстрому интернету и снижению затрат и энергопотребления в системах беспроводной связи
— Синцзюнь Ван, Пекинский университет.
В журнале Photonics Research («Исследования в области фотоники») исследователи объяснили, как их новый фотонный фильтр преодолевает ограничения современных электронных устройств для выполнения множества задач, но при этом остаётся размером с компьютерный чип и потребляет меньше энергии, чем фильтры предшествующих поколений. Команда также продемонстрировала, как фотонный фильтр способен работать в широком спектре радиочастот, который простирается до более чем 30 гигаГерц (гГц), что делает его пригодным для будущей технологии 6G.
Авторы научной работы отмечают, что сети 6G, скорее всего, будут передавать свои сигналы с использованием миллиметровых волн и даже тераГерцевых диапазонов частот. Исследователи полагают, что этот чрезвычайно широкополосный сигнал, вероятно, будет создавать помехи другим каналам связи.
Чтобы устранить проблему до того, как она возникнет, команда начала работать над фильтром, который может защитить приёмники сигналов от различных типов помех по всему радиочастотному спектру.
Новинка состоит из четырёх основных частей:
• фазовый модулятор служит входом радиочастотного сигнала, который модулирует электрический сигнал в оптической области;
• двойное кольцо действует как переключатель для формата модуляции;
• регулируемое микрокольцо — основное устройство для обработки сигнала;
• фотодетектор служит в качестве выходного радиочастотного сигнала и восстанавливает его из оптического сигнала.
Ван пояснил, что главная инновация заключается в устранении барьеров между устройствами и взаимодействии между ними. Совместная работа двойного кольца и микрофона позволяет реализовать согласованную по интенсивности одноступенчатую архитектуру с регулируемым каскадным микрофоном (ICSSA-CM), который упрощает всю систему.

Во время тестов исследователи использовали высокочастотные датчики для загрузки радиосигнала в чип и собирали восстановленный сигнал с помощью высокоскоростного фотоприёмника. Затем они использовали генератор сигналов произвольной формы и направленные антенны для имитации передачи высокоскоростного беспроводного сигнала со скоростью 2 Гбит/с, подключив высокоскоростной осциллограф для приёма обработанного сигнала.
Авторы исследования сравнили результаты с использованием фильтра и без него, чтобы увидеть, насколько хорошо работает устройство. Результаты показали, что новый фотонный фильтр работает так же хорошо, как и другие, гораздо более громоздкие и менее экономичные фотонные фильтры.
Ученые планируют усовершенствовать технологию, чтобы она могла отфильтровывать все радиошумы, с которыми, возможно, придётся иметь дело при построении будущих сетей 6G.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; pku.edu.cn
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Выяснилось, что суша вокруг Аральского моря... стремительно поднимается
И ученые сумели разгадать эту удивительную загадку природы....

В каменных гробницах древней Ирландии похоронены вовсе не те, о ком думали ученые
Генетический анализ переписывает историю неолита....

Тайна последнего Папы: сбудется ли пророчество XII века?
Три Петра, один престол: что об этом говорят историки и сам Ватикан?...

Что 220 дней в космосе сделали с 70-летним мужчиной?
Старейший астронавт NASA возвратился на Землю....

Застукали: антарктического гигантского кальмара впервые запечатлели в естественной среде
Прошёл век после открытия вида....

Невероятная история единственного человека, которому удалось проникнуть в Зону 51
Джерри Фримен не только выбрался оттуда, но и рассказал, что увидел....

«Двух монстров» засняли на камеру в знаменитом шотландском озере
Ученые не верят, но кого тогда видел очевидец?...

Американские военные приступили к строительству орбитального авианосца
Пентагон говорит, что это исключительно ради мира. Но эксперты прогнозируют военную эскалацию в космосе....

Оказывается, римляне периодически врали о своих победах в исторических хрониках
Недавно археологи обнаружили в Судане очередное яркое тому подтверждение....

Бетон в туннелях для автотранспорта гниёт удивительно быстро
Казалось бы прочный материал гложут микробы....

Китай испытал новейшую водородную, но не ядерную бомбу
Кто-то говорит, что это инновация, а кто-то, что такое уже было в СССР....

Ученые заставили человеческий глаз видеть совершенно новый цвет
Он называется оло, и его практически не описать словами....

Шимпанзе устраивают пьяные вечеринки
Похоже, у человека и близких видов это в крови....

Вороны еще раз подтвердили свою гениальность
Исследование показало, что эти птицы отлично распознают… геометрические фигуры....

Ученые доказали: вода на Земле не из космоса, а своя собственная
Она зародилась «автоматически». И это в корне меняет теорию жизни во Вселенной....

Нюхали чужие футболки: женщины полагаются на запах при выборе друзей
Наука требует странных опытов....