Fladskærmsteknologi kan transformere antenner, trådløs og mobiltelefon kommunikation

Forskere ved Los Alamos National Laboratory genopfinder spejlet, i hvert fald til mikrobølger, potentielt erstatte de velkendte 3-D tallerkener og mikrobølgehorn, vi ser på hustage og mobiltårne ​​med fladskærme, der er kompakte, alsidig, og bedre tilpasset moderne kommunikationsteknologier.

"Vores nye reflekser tilbyder lette, lavprofil-alternativer til konventionelle antenner. Dette er en potentiel velsignelse for satellitter, hvor minimering af vægt og størrelse er afgørende, " sagde Abul Azad, af MPA-CINT-gruppen ved Los Alamos National Laboratory. "Panerne kan også nemt indarbejdes på overflader af bygninger eller terrestriske køretøjer."

De fleste reflektorer er gensidige:i tilfælde af et badeværelsesspejl, for eksempel, hvis du kan se nogen reflekteret i det, de kan også se dig. Det nye reflektordesign bryder gensidigheden, effektivt at gøre det til et envejsspejl.

Fladskærmsreflektoren kan styres elektronisk, hvilket betyder, at dens egenskaber kan omkonfigureres i farten. Dette åbner vinduet til strålestyring, tilpasset fokusering, og andre funktioner, der er svære at opnå med konventionelle antennedesigns. Miniaturiserede versioner kunne forbedre chip-baserede kredsløb ved at sikre, at signaler kun går til de tilsigtede komponenter og ikke fører til utilsigtede signaler i andre dele af kredsløbet, et problem, som chipdesignere ofte skal bekymre sig om.

Reflektorerne er sammensat af et array af fint strukturerede elektroniske komponenter på en plan overflade. Ved at tilføre signaler til komponenterne kan 2-D-reflektoren fungere meget som en 3-D-antenne, og i nogle tilfælde gøre ting, ingen konventionel antenne kunne gøre. Denne form for en enhed er kendt som en "metasurface", fordi dens karakteristika kan ændres elektronisk til at virke på forskellige måder uden at ændre overfladens fysiske form.

Ved at tilføre elektriske signaler til reflektorkomponenterne, forskerne formåede at modulere metaoverfladen for at kontrollere retningen og frekvensen af ​​reflekteret lys. Reflektorens ikke-gensidige respons kan hjælpe med at forhindre antenner i at opfange ekkoer fra deres udgående udsendelser og beskytte sarte kredsløb mod kraftige, potentielt skadelige indgående signaler.

"Vi har demonstreret den første dynamiske metasurface, der er i stand til at opnå ekstrem ikke-gensidighed ved at omdanne mikrobølger til plasmoner, som er elektriske ladningsbølger på reflektorens overflade, " sagde Diego Dalvit, af T-4-gruppen i Los Alamos. "Dette er nøglen til at kontrollere den måde, reflektorerne fungerer på."

Den nye Los Alamos reflektor platform åbner spændende muligheder i forskellige applikationer, inklusive adaptiv optik, der kan tage højde for forvrængninger, der forstyrrer signaler, envejs trådløs transmission, og nye antennedesigns.