కొత్త రకం టెరాహెర్ట్జ్ మల్టీప్లెక్సర్ డేటా సామర్థ్యాన్ని రెట్టింపు చేసింది మరియు అపూర్వమైన బ్యాండ్విడ్త్ మరియు తక్కువ డేటా నష్టంతో 6G కమ్యూనికేషన్ను గణనీయంగా మెరుగుపరిచింది.

డేటా సామర్థ్యాన్ని రెట్టింపు చేసే మరియు 6G మరియు అంతకు మించి విప్లవాత్మక పురోగతులను తీసుకువచ్చే సూపర్-వైడ్ బ్యాండ్ టెరాహెర్ట్జ్ మల్టీప్లెక్సర్ను పరిశోధకులు ప్రవేశపెట్టారు. (చిత్ర మూలం: గెట్టి ఇమేజెస్)
టెరాహెర్ట్జ్ టెక్నాలజీ ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే తదుపరి తరం వైర్లెస్ కమ్యూనికేషన్, డేటా ట్రాన్స్మిషన్లో విప్లవాత్మక మార్పులు తెస్తుందని హామీ ఇస్తుంది.
ఈ వ్యవస్థలు టెరాహెర్ట్జ్ పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేస్తాయి, అల్ట్రా-ఫాస్ట్ డేటా ట్రాన్స్మిషన్ మరియు కమ్యూనికేషన్ కోసం అసమానమైన బ్యాండ్విడ్త్ను అందిస్తాయి. అయితే, ఈ సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా గ్రహించడానికి, ముఖ్యంగా అందుబాటులో ఉన్న స్పెక్ట్రమ్ను నిర్వహించడం మరియు సమర్థవంతంగా ఉపయోగించడంలో ముఖ్యమైన సాంకేతిక సవాళ్లను అధిగమించాలి.
ఒక విప్లవాత్మక పురోగతి ఈ సవాలును పరిష్కరించింది: సబ్స్ట్రేట్-ఫ్రీ సిలికాన్ ప్లాట్ఫామ్పై గ్రహించబడిన మొదటి అల్ట్రా-వైడ్బ్యాండ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ టెరాహెర్ట్జ్ పోలరైజేషన్ (డి)మల్టీప్లెక్సర్.
ఈ వినూత్న డిజైన్ సబ్-టెరాహెర్ట్జ్ J బ్యాండ్ (220-330 GHz) ను లక్ష్యంగా చేసుకుని 6G మరియు అంతకు మించి కమ్యూనికేషన్ను మార్చడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. ఈ పరికరం తక్కువ డేటా నష్ట రేటును కొనసాగిస్తూ డేటా సామర్థ్యాన్ని సమర్థవంతంగా రెట్టింపు చేస్తుంది, సమర్థవంతమైన మరియు నమ్మదగిన హై-స్పీడ్ వైర్లెస్ నెట్వర్క్లకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది.
ఈ మైలురాయి వెనుక ఉన్న బృందంలో అడిలైడ్ విశ్వవిద్యాలయ స్కూల్ ఆఫ్ ఎలక్ట్రికల్ అండ్ మెకానికల్ ఇంజనీరింగ్ నుండి ప్రొఫెసర్ వితావత్ వితాయచుమ్నాంకుల్, ప్రస్తుతం ఒసాకా విశ్వవిద్యాలయంలో పోస్ట్డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు డాక్టర్ వీజీ గావో మరియు ప్రొఫెసర్ మసాయుకి ఫుజిటా ఉన్నారు.

ప్రొఫెసర్ వితాయచుమ్నాంకుల్ ఇలా అన్నారు, "ప్రతిపాదిత ధ్రువణ మల్టీప్లెక్సర్ ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్లో బహుళ డేటా స్ట్రీమ్లను ఒకేసారి ప్రసారం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది, డేటా సామర్థ్యాన్ని సమర్థవంతంగా రెట్టింపు చేస్తుంది." పరికరం ద్వారా సాధించబడిన సాపేక్ష బ్యాండ్విడ్త్ ఏ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలోనైనా అపూర్వమైనది, ఇది ఇంటిగ్రేటెడ్ మల్టీప్లెక్సర్లకు గణనీయమైన లీపును సూచిస్తుంది.
బహుళ సిగ్నల్స్ ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ను పంచుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తూ, ఛానల్ సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా పెంచుతున్నందున, ఆధునిక కమ్యూనికేషన్లో పోలరైజేషన్ మల్టీప్లెక్సర్లు చాలా అవసరం.
కొత్త పరికరం శంఖాకార దిశాత్మక కప్లర్లు మరియు అనిసోట్రోపిక్ ప్రభావవంతమైన మీడియం క్లాడింగ్ను ఉపయోగించడం ద్వారా దీనిని సాధిస్తుంది. ఈ భాగాలు ధ్రువణ బైర్ఫ్రింగెన్స్ను పెంచుతాయి, ఫలితంగా అధిక ధ్రువణ విలుప్త నిష్పత్తి (PER) మరియు విస్తృత బ్యాండ్విడ్త్ - సమర్థవంతమైన టెరాహెర్ట్జ్ కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థల యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు.
సంక్లిష్టమైన మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ-ఆధారిత అసమాన వేవ్గైడ్లపై ఆధారపడే సాంప్రదాయ డిజైన్ల మాదిరిగా కాకుండా, కొత్త మల్టీప్లెక్సర్ స్వల్ప ఫ్రీక్వెన్సీ ఆధారపడటంతో అనిసోట్రోపిక్ క్లాడింగ్ను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ విధానం శంఖాకార కప్లర్ల ద్వారా అందించబడిన విస్తారమైన బ్యాండ్విడ్త్ను పూర్తిగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
ఫలితంగా పాక్షిక బ్యాండ్విడ్త్ 40%కి దగ్గరగా ఉంటుంది, సగటు PER 20 dB కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు కనిష్ట చొప్పించే నష్టం సుమారు 1 dB ఉంటుంది. ఈ పనితీరు మెట్రిక్లు ఇప్పటికే ఉన్న ఆప్టికల్ మరియు మైక్రోవేవ్ డిజైన్లను చాలా మించిపోతాయి, ఇవి తరచుగా ఇరుకైన బ్యాండ్విడ్త్ మరియు అధిక నష్టంతో బాధపడతాయి.
పరిశోధనా బృందం యొక్క పని టెరాహెర్ట్జ్ వ్యవస్థల సామర్థ్యాన్ని పెంచడమే కాకుండా వైర్లెస్ కమ్యూనికేషన్లో కొత్త శకానికి పునాది వేస్తుంది. "టెరాహెర్ట్జ్ కమ్యూనికేషన్ సామర్థ్యాన్ని అన్లాక్ చేయడంలో ఈ ఆవిష్కరణ కీలకమైన డ్రైవర్" అని డాక్టర్ గావో పేర్కొన్నారు. అప్లికేషన్లలో హై-డెఫినిషన్ వీడియో స్ట్రీమింగ్, ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ మరియు 6G వంటి తదుపరి తరం మొబైల్ నెట్వర్క్లు ఉన్నాయి.
దీర్ఘచతురస్రాకార మెటల్ వేవ్గైడ్లపై ఆధారపడిన ఆర్తోగోనల్ మోడ్ ట్రాన్స్డ్యూసర్లు (OMTలు) వంటి సాంప్రదాయ టెరాహెర్ట్జ్ ధ్రువణ నిర్వహణ పరిష్కారాలు గణనీయమైన పరిమితులను ఎదుర్కొంటాయి. మెటల్ వేవ్గైడ్లు అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద పెరిగిన ఓమిక్ నష్టాలను అనుభవిస్తాయి మరియు కఠినమైన రేఖాగణిత అవసరాల కారణంగా వాటి తయారీ ప్రక్రియలు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి.
మాక్-జెహెండర్ ఇంటర్ఫెరోమీటర్లు లేదా ఫోటోనిక్ స్ఫటికాలను ఉపయోగించే ఆప్టికల్ పోలరైజేషన్ మల్టీప్లెక్సర్లు మెరుగైన సమగ్రతను మరియు తక్కువ నష్టాలను అందిస్తాయి కానీ తరచుగా బ్యాండ్విడ్త్, కాంపాక్ట్నెస్ మరియు తయారీ సంక్లిష్టత మధ్య ట్రేడ్-ఆఫ్లు అవసరం.
డైరెక్షనల్ కప్లర్లను ఆప్టికల్ సిస్టమ్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు మరియు కాంపాక్ట్ సైజు మరియు అధిక PER సాధించడానికి బలమైన ధ్రువణ బైర్ఫ్రింగెన్స్ అవసరం. అయితే, అవి ఇరుకైన బ్యాండ్విడ్త్ మరియు తయారీ టాలరెన్స్లకు సున్నితత్వం ద్వారా పరిమితం చేయబడ్డాయి.
కొత్త మల్టీప్లెక్సర్ శంఖాకార దిశాత్మక కప్లర్లు మరియు ప్రభావవంతమైన మీడియం క్లాడింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలను మిళితం చేస్తుంది, ఈ పరిమితులను అధిగమిస్తుంది. అనిసోట్రోపిక్ క్లాడింగ్ గణనీయమైన బైర్ఫ్రింగెన్స్ను ప్రదర్శిస్తుంది, విస్తృత బ్యాండ్విడ్త్లో అధిక PERని నిర్ధారిస్తుంది. ఈ డిజైన్ సూత్రం సాంప్రదాయ పద్ధతుల నుండి నిష్క్రమణను సూచిస్తుంది, టెరాహెర్ట్జ్ ఇంటిగ్రేషన్ కోసం స్కేలబుల్ మరియు ఆచరణాత్మక పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది.
మల్టీప్లెక్సర్ యొక్క ప్రయోగాత్మక ధ్రువీకరణ దాని అసాధారణ పనితీరును నిర్ధారించింది. ఈ పరికరం 225-330 GHz పరిధిలో సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుంది, 20 dB కంటే ఎక్కువ PERని కొనసాగిస్తూ 37.8% పాక్షిక బ్యాండ్విడ్త్ను సాధిస్తుంది. దీని కాంపాక్ట్ పరిమాణం మరియు ప్రామాణిక తయారీ ప్రక్రియలతో అనుకూలత దీనిని భారీ ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా చేస్తాయి.
"ఈ ఆవిష్కరణ టెరాహెర్ట్జ్ కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థల సామర్థ్యాన్ని పెంచడమే కాకుండా మరింత శక్తివంతమైన మరియు విశ్వసనీయమైన హై-స్పీడ్ వైర్లెస్ నెట్వర్క్లకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది" అని డాక్టర్ గావో వ్యాఖ్యానించారు.
ఈ సాంకేతికత యొక్క సంభావ్య అనువర్తనాలు కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలకు మించి విస్తరించి ఉన్నాయి. స్పెక్ట్రమ్ వినియోగాన్ని మెరుగుపరచడం ద్వారా, మల్టీప్లెక్సర్ రాడార్, ఇమేజింగ్ మరియు ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ వంటి రంగాలలో పురోగతిని సాధించగలదు. "ఒక దశాబ్దంలోపు, ఈ టెరాహెర్ట్జ్ సాంకేతికతలు విస్తృతంగా స్వీకరించబడతాయని మరియు వివిధ పరిశ్రమలలో ఏకీకృతం చేయబడతాయని మేము ఆశిస్తున్నాము" అని ప్రొఫెసర్ వితాయాచుమ్నాంకుల్ పేర్కొన్నారు.
మల్టీప్లెక్సర్ను బృందం అభివృద్ధి చేసిన మునుపటి బీమ్ఫార్మింగ్ పరికరాలతో సజావుగా అనుసంధానించవచ్చు, ఏకీకృత ప్లాట్ఫామ్పై అధునాతన కమ్యూనికేషన్ కార్యాచరణలను అనుమతిస్తుంది. ఈ అనుకూలత ప్రభావవంతమైన మీడియం-క్లాడ్ డైలెక్ట్రిక్ వేవ్గైడ్ ప్లాట్ఫామ్ యొక్క బహుముఖ ప్రజ్ఞ మరియు స్కేలబిలిటీని హైలైట్ చేస్తుంది.
ఫోటోనిక్ టెరాహెర్ట్జ్ టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేయడంలో వాటి ప్రాముఖ్యతను నొక్కి చెబుతూ, లేజర్ & ఫోటోనిక్ రివ్యూస్ జర్నల్లో ఈ బృందం పరిశోధన ఫలితాలు ప్రచురించబడ్డాయి. "క్లిష్టమైన సాంకేతిక అడ్డంకులను అధిగమించడం ద్వారా, ఈ ఆవిష్కరణ ఈ రంగంలో ఆసక్తి మరియు పరిశోధన కార్యకలాపాలను ప్రేరేపిస్తుందని భావిస్తున్నారు" అని ప్రొఫెసర్ ఫుజిటా వ్యాఖ్యానించారు.
రాబోయే సంవత్సరాల్లో వారి పని కొత్త అనువర్తనాలకు మరియు మరిన్ని సాంకేతిక మెరుగుదలలకు ప్రేరణనిస్తుందని, చివరికి వాణిజ్య నమూనాలు మరియు ఉత్పత్తులకు దారితీస్తుందని పరిశోధకులు అంచనా వేస్తున్నారు.
టెరాహెర్ట్జ్ కమ్యూనికేషన్ సామర్థ్యాన్ని అన్లాక్ చేయడంలో ఈ మల్టీప్లెక్సర్ ఒక ముఖ్యమైన ముందడుగును సూచిస్తుంది. ఇది అపూర్వమైన పనితీరు కొలమానాలతో ఇంటిగ్రేటెడ్ టెరాహెర్ట్జ్ పరికరాలకు కొత్త ప్రమాణాన్ని నిర్దేశిస్తుంది.
అధిక వేగం, అధిక సామర్థ్యం గల కమ్యూనికేషన్ నెట్వర్క్లకు డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, ఇటువంటి ఆవిష్కరణలు వైర్లెస్ టెక్నాలజీ భవిష్యత్తును రూపొందించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి.
పోస్ట్ సమయం: డిసెంబర్-16-2024