6G İÇİN ÇALIŞMALAR BAŞLADI
Kablosuz iletişimin geleceği, altıncı nesil (6G) kablosuz teknolojinin ortaya çıkmasıyla dev bir adım atmaya hazırlanıyor. Hong Kong Şehir Üniversitesi'ndeki (CityU) bir araştırma ekibi, THz ışınlarının radyasyon yönünü ve kapsama alanını kontrol edebilen, çığır açan, ayarlanabilir bir terahertz (THz) meta-cihazı icat etti. Cihaz, meta yüzeyini döndürerek 6G sinyalini anında yalnızca belirlenmiş bir alıcıya yönlendirerek güç sızıntısını en aza indirebilir ve gizliliği artırabilir. Gelecekteki 6G iletişim sistemleri için oldukça ayarlanabilir, yönlü ve güvenli bir araç sağlaması bekleniyor.
THz bant teknolojisinin potansiyeli sınırsız çünkü kablosuz iletişim için 100 Gbps'yi ve hatta Tbps'yi destekleyen çok sayıda spektrum kaynağına sahip ki bu, 5G iletim veri hızından yüz ila binlerce kat daha hızlıdır. Bununla birlikte, geleneksel THz sistemleri, dalgaları yalnızca sabit bir vericiye veya dedektöre yönlendirebilen veya bunları sabit bir konumda bulunan veya sınırlı bir alanı kaplayan tek bir alıcıya iletebilen hacimli, ağır dielektrik lensler ve reflektörler kullanır. Bu, hassas konumlandırma ve konsantre sinyal gücü gerektiren gelecekteki 6G uygulamalarının geliştirilmesini engeller.
Mevcut Sistemler 6G Uygulamalarını Engelliyor
Elektrik Mühendisliği Bölümü Başkanı Profesör Tsai Din-Ping ve Terahertz ve Milimetre Dalgaları Devlet Anahtar Laboratuvarı Direktörü Profesör Chan Chi-hou liderliğindeki CityU'daki iki araştırma ekibinin ortak çabasıyla, THz ışınının yayılma yönünü ve kapsama alanını tam olarak kontrol edebilen yeni, ayarlanabilir bir meta-cihazlar bu zorlukların üstesinden gelmek için geliştirildi.
Meta yüzeyler ve foton bilimi alanında uzman olan Profesör Tsai, “Ayarlanabilir bir THZ meta cihazının ortaya çıkışı, 6G iletişim sistemleri için heyecan verici beklentiler sunuyor. Meta cihazımız, belirli kullanıcılara veya dedektörlere sinyal iletimine izin veriyor ve gerektiğinde yayılma yönünü ayarlama esnekliğine sahiptir” dedi.
Terahertz teknoloji araştırmalarında uzmanlaşmış Profesör Chan, “Bulgularımız, güvenlik, esneklik, yüksek yönlülük ve sinyal konsantrasyonu dahil olmak üzere gelişmiş THz iletişim sistemleri için bir dizi avantaj sunuyor” diye ekledi.
Binlerce Mikro Antenli Döner Meta Yüzey
Meta-cihaz, THz ışınlarının odak noktasını iki boyutlu bir düzlemde veya üç boyutlu bir alanda yönlendirmek için verimli projektörler olarak çalışan iki veya üç döner meta yüzeyden oluşur. 30 mm çapındaki her metayüzeyler, sadece 0,25 mm x 0,25 mm boyutlarında ve birbirinden farklı yaklaşık 11.000 mikro antene sahiptir. Profesör Tsai, ‘Meta-cihazın başarısının sırrı, her bir mikro antenin titizlikle hesaplanmasında ve tasarımında yatmaktadır’ dedi. Ek alan gereksinimleri olmaksızın metayüzeyleri basitçe döndürerek, THz ışın odağı ayarlanabilir ve buna göre hedefin belirtilen X, Y ve Z koordinatlarına yönlendirilebilir.
Son derece hassas ve gelişmiş ekipmanla deneyler yürüten araştırma ekibi geliştirdikleri iki tür değişken odaklı meta-cihazın ikili ve üçlü meta-cihazların THz dalgasının odak noktasını 2D ve 3D bir düzlemde rastgele bir noktaya yansıtabildiğini doğruladı.
Bu yenilikçi tasarım, bir meta cihazın 6G sinyalini iki ve üç boyutlu uzayda belirli bir konuma yönlendirme yeteneğini gösterdi.
Yalnızca belirli bir noktadaki kullanıcı veya dedektör sinyali alabildiğinden ve yüksek konsantrasyonlu sinyal, yakındaki alıcılarda güç harcamadan veya mahremiyeti bozmadan diğer kullanıcılara veya dedektörlere esnek bir şekilde değiştirilebildiğinden, meta-cihaz yönlendirme güvenliğini ve gelecekteki daha düşük enerji tüketimi ile 6G iletişim esnekliğini artırabilir.
Düşük Maliyetle Üretimi Ölçeklendirmek Kolaydır
Meta yüzeyler, yüksek sıcaklıkta reçine ve ekip tarafından geliştirilen bir 3D baskı yöntemi ile üretilir. Hafif ve küçüktürler ve pratik uygulamalar için düşük maliyetle büyük ölçekte kolayca üretilebilirler.
Yeni THz ayarlanabilir meta cihazın, kablosuz güç aktarımı, yakınlaştırma görüntüleme ve uzaktan algılama dahil olmak üzere 6G iletişim sistemleri için büyük uygulama potansiyeline sahip olması bekleniyor. Araştırma ekibi, THZ değişken odaklı görüntülemeye dayalı daha fazla meta cihaz uygulaması tasarlamayı planlıyor.
Editör: Selin Yüzüncüoğlu
Kaynak: Science Daily