2016-03-15

エンジニアは次世代不相対物アンテナをデザイン。

未来

Cellular-News.comは、テキサス大学オースティン校のエンジニアリングのクックレル学校の研究者(Researchers in the Cockrell School of Engineering at The University of Texas at Austin)が、および高価な電気コンポーネントの必要なしで、一般的にアンテナ・システムにおいて使われた別個のかさばっている受信と発信電波シグナルをより効率的に処理することができるアンテナをデザインしなかった。

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この新しいテクノロジーは、未来にかなりより速く、より安く、よりクリアなテレコミュニケーションをもたらすかもしれない。

アンドレア・アル電気の部門、およびコンピュータ工学准教授(Andrea Alù, associate professor in the Department of Electrical and Computer Engineering)博士号取得過程の仲間ヤコル・ハダド(postdoctoral fellows Yakir Hadad)とジェイソン・ソリック(Jason Soric)とともに全米科学アカデミーの議事録(the Proceedings of the National Academy of Sciences)のそれらの不相互アンテナのデザインと機能を議論する。

それらの記事は、今月、出版されたオンラインにある。

研究チームのブレークスルー・デザインは、従来のアンテナを特徴付けている放出において相互作用、または自然な対称を壊すことができるアンテナである。

教科書において、アンテナ・トランスミッションとレセプションのための角張ったパターンが、同じであると仮定された。もしシグナルを出すために、アンテナがドアをあけるなら、シグナルがその同じドアを通って戻ることができることおよびソースへのリーク。

相互作用を壊すことによって、UTオースティン研究者の新しいアンテナは大きい効率によって受信と発信シグナルを独立してコントロールできる。

この技術的な進歩の主要な有利さは、アンテナに戻るノイズとエコーを締め出す間シグナルを発する可能性であり、それほどかさばっていないアンテナシステムを必要とする間、より速いデータ転送速度および改善された接続を可能にする。

テレコミュニケーションを越えて、新しいアンテナ・テクノロジーは、センサーがより正確な情報収集のためのより強いシグナルを拾うことを可能にして、医療と同じくらい多様なアプリケーションと天候追跡の時に使われたセンサーに適用できる。

研究者の新しいアンテナは、同じ方向へのそれらのトランスミッション効率より数百倍小さい一定の方向からのレセプション効率によってトランスミッションとレセプション機能の大幅な違いを示した。

それらが同じ効率によってシグナルをやむをえず送り、受け取るのを暗示しているので、従来のアンテナには相互作用が必要である。

これは、もし従来のアンテナが一定の方向への無線波シグナルの非常によいエミッターであるならば、それが同じ方向から非常によいレシーバーでもあることを意味している。

たまたま、このプロパティはいつも有益な機能であるわけではない。

なぜなら、送っているアンテナは、近い障害から後ろにバウンドする周辺の反射またはエコーを吸収する傾向があるからである。

このノイズはトランスミッション・シグナルの品質を悪化させる。

「私達の達成は、私達がトランスミッションとレセプション・シグナルの間の対称を壊すことであり、従って、私達は、アンテナが、ソースに影響する反射とエコーを聞く必要があることを防止することができる」と、Aluは言った。

「私達は、時間的に調整された進行波アンテナを使って、これらの制約で効率的に打ち勝つことが可能であることを示す。」

チームの実験において、研究者は2つのシグナルをアンテナに同時に供給した。それに沿って、彼らが、送るか、または受け取りたく、高周波シグナルとしてアンテナのプロパティをゆっくり変更する弱い低周波変調シグナルが進む高周波シグナル。

この変調によって、トランスミッションとレセプションにおいてアンテナの固有の対称は壊れて、相互作用制約に打ち勝つことができる。

やがてテレコミュニケーション・フィールドでは、磁石ベースのアイソレータは、一般的に、受け取られたシグナルがトランスミッション増幅器に旅行することを防止するために、アンテナシステムの一部として使用される。

研究者は、それらの新しいアンテナが、アイソレータの必要をかなり減らし、テレコミュニケーションシステムのサイズとコストを低減する効率的な解決策であるかもしれないと信じる。

研究者は、現在、どのようにこの概念が光学などの他のアプリケーションに拡張できるかを調査している。

彼らが想像するこれらの概念をより高い頻度に押すことによって、サーモ光起電セルなどのエネルギー収穫機器に影響している同様な制約を壊すことが可能である。

研究者は、スペクトルの赤外線の部分に拡張したそれらのアンテナ実験(antenna experiment)が、より効率的なエネルギー収穫プラットフォームにルートを提供できると信じる。

海軍研究事務所(Office of Naval Research)、エンジニアリングプログラムとグレンジャー財団の技術アカデミーのフロンティア(the National Academy of Engineering's Frontiers of Engineering program and The Grainger Foundation)からのこの仕事のサポートを受けている。

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