La piattaforma della metasuperficie è realizzata integrando un circuito di rilevamento fotoelettrico ad alta velocità e ad alta sensibilità nella parte posteriore di una metasuperficie a microonde programmabile, dove lo spettro di riflessione della metasuperficie può essere manipolato dalla luce in tempo reale, realizzando così la luce diretta verso -conversione del segnale a microonde. Utilizzando ulteriormente le caratteristiche di dispersione della metasuperficie, un segnale di intensità luminosa progettato può essere convertito direttamente in due diversi segnali a microonde. Con questo trasmettitore abilitato alla metasuperficie, viene creato un collegamento wireless da luce a microonde a doppio canale, in cui è possibile trasmettere e ricevere due video diversi contemporaneamente e indipendentemente. Crediti:Xin Ge Zhang, Ya Lun Sun, Bingcheng Zhu, Wei Xiang Jiang, Qian Yu, Han Wei Tian, Cheng-Wei Qiu, Zaichen Zhang e Tie Jun Cui
Oggi, le comunicazioni wireless svolgono un ruolo sempre più importante nella nostra vita quotidiana. Per le future comunicazioni wireless "a ruota libera" di sesta generazione (6G), i sistemi di comunicazione ibridi che possono sfruttare i vantaggi delle tecnologie wireless sia ottiche che a microonde sono fondamentali. Tuttavia, i tradizionali sistemi di comunicazione ibrida richiedono in genere un complicato relè per eseguire più operazioni, che consumerà risorse hardware/tempo/energia aggiuntive.
In un nuovo articolo pubblicato su Light Science &Application , un team di scienziati, guidato dai professori Wei Xiang Jiang e Tie Jun Cui dello State Key Laboratory of Millimeter Waves, School of Information Science and Engineering, Southeast University, Cina, e colleghi hanno sviluppato un trasmettitore da luce a microonde basato sulla metasuperficie variabile nel tempo otticamente programmata per le comunicazioni wireless ibride. Un tale trasmettitore di metasuperficie è in grado di convertire direttamente il segnale luminoso nel dominio delle microonde, senza utilizzare il processo di conversione verso il basso in banda base.
Più interessante, un singolo segnale luminoso progettato può essere convertito in due segnali a microonde utilizzando le caratteristiche di dispersione della metasuperficie. Basato sul trasmettitore da luce a microonde, è stato realizzato un sistema di comunicazione wireless ibrido a doppio canale, in grado di trasmettere due video diversi contemporaneamente utilizzando lo schema di multiplexing a divisione di frequenza (FDM). Il metodo e la tecnica riportati apriranno nuove strade per lo sviluppo di sistemi di comunicazione ibridi a basso costo ea bassa complessità.
Il trasmettitore ibrido è implementato da una metasuperficie variabile nel tempo otticamente programmata, che è costruita tramite l'integrazione eterogenea di un circuito di rilevamento fotoelettrico lineare e ad alta velocità in una metasuperficie riflettente programmabile. Il profilo dell'intera piattaforma è di circa 2 mm. Con questa strategia di integrazione ibrida, lo spettro di riflessione delle microonde della metasuperficie può essere modulato dall'intensità della luce ad alta velocità, ottenendo così la conversione e la trasmissione diretta del segnale da luce a microonde. Questi scienziati riassumono il principio di funzionamento del loro trasmettitore ibrido:
"Progettiamo una metasuperficie che varia nel tempo otticamente programmata per tre scopi in uno:(1) per eseguire la manipolazione delle microonde in tempo reale mediante un segnale luminoso che varia nel tempo; (2) per realizzare la conversione diretta del segnale da luce a microonde basata sullo spettro controllo; (3) implementare l'FDM utilizzando la risposta di dispersione della metasuperficie per ottenere le trasmissioni di dati a doppio canale in un collegamento da luce a microonde."
"Utilizzando il trasmettitore, costruiamo ulteriormente un sistema di comunicazione wireless ibrido a doppio canale, in cui due diversi video possono essere trasferiti dal trasmettitore ottico al ricevitore a microonde contemporaneamente e indipendentemente. L'intero processo di conversione del segnale può essere completato completamente su un'unica piattaforma, senza ulteriori dispositivi a microonde e componenti ottici", hanno aggiunto.
"La tecnica presentata è in grado di implementare simultaneamente la comunicazione della luce visibile e la comunicazione a microonde, che potrebbero essere utilizzate per alcune applicazioni tipiche in cui sono richiesti i due diversi collegamenti di comunicazione. Pertanto, questa svolta potrebbe aprire una nuova sede per il futuro integrato e multi-dominio comunicazioni wireless 6G a spettro completo", hanno affermato gli scienziati. + Esplora ulteriormente
