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通信设备具有巨大的带宽潜力

2019-12-11 11:02:26 • 来源：

伊利诺伊大学的科学家创造了方糖大小的电磁材料块，具有改变通信网络的潜力。

几个国家/地区正在建设使用更高频率的电磁波以更快的速率传输更多数据的未来派通信系统，但它们缺乏网络组件来处理这些更高的带宽。研究员J. Gary Eden证明了他的新设备可以快速切换功能，以执行支持载频超过100 GHz的网络所需的各种任务。《应用物理评论》(Applied Physics Reviews)中描述了隐藏在方糖块中的微型结构。

通信设备具有巨大的带宽潜力

Eden解释说：“这项技术特别有趣，因为它可以同时在不同的频率下运行多个信道。基本上，这允许在同一网络上进行多个对话，这是高速无线通信的核心。”

等离子体对于快速切换功能和频率至关重要，但是以前的基于等离子体的电磁晶体太大了，无法在高频下工作。关键在于创建一种结构，使等离子和金属柱之间的间距小到被操纵的辐射波长。

电磁波的波长随着频率和带宽的增加而缩短。为了实现工作在100 GHz以上频率的高带宽晶体，需要进行小规模设计。

伊甸园的团队开发了3D打印的脚手架，该脚手架是所需网络的底片。将聚合物倒入，一旦凝固，将直径为0.3毫米的微毛细管充满等离子体，金属或介电气体。使用这种复制模制技术，花了近五年的时间来完善木桩状晶格中微毛细管的尺寸和间距。

Eden说：“组装材料非常困难，”但最终，他和他的团队得以使用他们的材料观察100 GHz至300 GHz频率范围内的共振，Eden指出该共振范围很大。操作。”

该小组表明，这些晶体的电磁特性的快速变化(例如反射或传输信号之间的切换)可以通过简单地打开或关闭几个等离子体柱来实现。这样的能力表明了这种动态且节能的设备用于通信的效用。

Eden渴望进一步优化这种新器件的制造和开关效率，但也很高兴深入研究其他应用。例如，可以调整晶体以响应特定分子(例如，大气污染物)的共振，并用作高灵敏度检测器。

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