Uno de los componentes más básicos de cualquier red de comunicaciones es un divisor de potencia que permite enviar una señal a múltiples usuarios y dispositivos. Los investigadores de la Universidad de Brown ahora han desarrollado un dispositivo para la radiación de terahercios, un rango de frecuencias quealgún día puede permitir la transferencia de datos hasta 100 veces más rápido que las redes celulares y Wi-Fi actuales.
"Uno de los grandes impulsos en la tecnología de terahercios es la comunicación inalámbrica", dijo Kimberly Reichel, investigadora postdoctoral en la Escuela de Ingeniería de Brown que dirigió el desarrollo del dispositivo. "Creemos que esta es la primera demostración de un divisor de potencia de marca ancha variablepara terahercios, que sería un dispositivo fundamental para su uso en una red de terahercios ".
El dispositivo podría tener numerosas aplicaciones, incluso como un componente en enrutadores de terahercios que enviarían paquetes de datos a varias computadoras, al igual que los enrutadores en las redes Wi-Fi actuales.
El nuevo dispositivo se describe en el Naturaleza diario Informes científicos .
Las redes celulares y Wi-Fi de hoy en día dependen de las microondas, pero la cantidad de datos que pueden viajar en las microondas está limitada por la frecuencia. Las ondas de Terahercios que abarcan de aproximadamente 100 a 10,000 GHz en el espectro electromagnético tienen una frecuencia más alta y, por lo tanto,el potencial para transportar muchos más datos. Hasta hace poco, sin embargo, terahertz no ha recibido mucha atención de científicos e investigadores, por lo que muchos de los componentes básicos para una red de comunicaciones de terahertz simplemente no existen.
Daniel Mittleman, profesor de la Escuela de Ingeniería de Brown, ha estado trabajando para desarrollar algunos de esos componentes clave. Su laboratorio desarrolló recientemente el primer sistema para multiplexación y demultiplexación de terahercios, un método para enviar múltiples señales a través de un solo medio y luegoseparándolos del otro lado. El laboratorio de Mittleman también ha producido un nuevo tipo de lente para enfocar ondas de terahercios.
Cada uno de los componentes que Mittleman ha desarrollado utiliza guías de ondas de placa paralela, láminas de metal que pueden restringir las ondas de terahercios y guiarlas en direcciones particulares.
"Estamos desarrollando una familia de herramientas de guía de ondas que podrían integrarse para crear el procesamiento de señal apropiado que uno necesitaría para hacer redes", dijo Mittleman, coautor del nuevo artículo junto con Reichel y Brown Researchprofesor Rajind Mendis: "El divisor de poder es otro miembro de esa familia".
El nuevo dispositivo consta de varias guías de ondas dispuestas para formar una unión en T. La señal que entra en la pata de la T se divide por un tabique triangular en la unión, enviando una parte de la señal hacia abajo en cada uno de los dos brazos.La forma triangular minimiza la cantidad de radiación que se refleja en la pierna de la T, lo que reduce la pérdida de señal. El tabique se puede mover hacia la derecha o hacia la izquierda para variar la cantidad de energía que se envía hacia abajo por cada brazo.
"Podemos pasar de una división igual de 50/50 a una división de 95/5, que es un rango bastante amplio", dijo Reichel.
Para este dispositivo de prueba de concepto, el tabique se manipula manualmente, pero Mittleman dice que el proceso podría motorizarse fácilmente para permitir la conmutación dinámica de la salida de potencia a cada canal. Eso podría permitir que el dispositivo se incorpore en un enrutador de terahercios.
"Es razonable pensar que podríamos operar esto en escalas de tiempo inferiores a milisegundos, lo que sería lo suficientemente rápido como para hacer el cambio de paquetes de datos", dijo Mittleman. "Así que este es un componente que podría usarse para habilitar el enrutamiento de la maneralos enrutadores de microondas que usamos hoy "
Los investigadores planean continuar trabajando con el nuevo dispositivo. Dijeron que el siguiente paso sería comenzar a probar las tasas de error en los flujos de datos enviados a través del dispositivo.
"El objetivo de este trabajo era demostrar que se puede hacer un cambio de potencia variable con una arquitectura de guía de onda de placa paralela", dijo Mittleman. "Queríamos demostrar la física básica y luego perfeccionar el diseño".
El proyecto fue financiado en parte por la National Science Foundation y la WM Keck Foundation.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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