在未来高速数据网络中，漏波导可以帮助设备找到彼此
凯文·斯泰西
特别报道
当你打开笔记本电脑时，路由器可以快速定位并将其连接到本地Wi-Fi网络。这种能力称为链接发现,任何无线网络的基本元素,而现在一个工程团队莱斯大学和布朗大学的研究人员开发了一种方法,在太赫兹辐射,超快的高频波,一天能无线数据传输。
不同频率的辐射以不同的角度从一个漏波导发射出来。这种频率的彩虹是未来太赫兹数据网络的链路发现系统的基础。(图片由Mittleman实验室/布朗大学和Knightly实验室/莱斯大学提供)
由于太赫兹波的高频，它所携带的数据是现在微波所携带数据的数百倍。但这种高频率也意味着太赫兹波的传播方式不同于微波。在全向广播中，微波从一个源发出，太赫兹波在窄束中传播。
布朗大学工程学院教授丹尼尔·米特曼说:“当你在谈论一个可以发射光束的网络时，它会提出一大堆关于如何建造这样一个网络的问题。”“其中一个问题是接入点(你可以把它想象成一个路由器)如何找到客户端设备的位置，以便将光束对准它们。那正是我们在这里所想的
在一篇发表在《自然通讯,一个团队从Mittleman’s Rice’s爱德华骑士的实验室,实验室,Shaefor-Lindsay电气和计算机工程教授,表明设备称为漏波导可用于链接发现在太赫兹频段。这种方法使得链接发现可以被动地一次性完成。
漏波导的概念很简单。It’s只是两块金属板，它们之间有一个空间，在那里辐射可以传播。其中一个盘子上有一条狭缝，这使得少量的辐射泄漏出来。这项新研究表明，该设备可以利用其基本特性之一进行链路发现和跟踪:不同的频率以不同的角度从狭缝中漏出。
研究报告的合著者、莱斯大学的研究生Yasaman Ghasempour说:“我们在一个脉冲中向这个波导输入大量太赫兹频率，但每一个都以不同的角度同时泄漏出去。”你可以把它想象成一道彩虹漏出来，每一种颜色代表一个独特的光谱特征，对应一个角度
爱德华骑士的
现在想象一个漏波导放在一个接入点。根据客户端设备相对于接入点的位置，it’s将看到从波导中发出的不同颜色。客户端只是发送一个信号回接入点，说，“I看到了黄色，”，现在接入点知道客户端的确切位置，并可以继续跟踪它。
” Ghasempour说，这不仅仅是发现一次链接。事实上，随着客户端的移动，传输方向需要不断地调整。我们的技术允许超快适应，这是实现无缝连接的关键
该装置还在客户端使用了一个漏电波导。在这一方面，通过波导中的狭缝接收到的频率范围可以用来确定路由器相对于设备的本地旋转的位置——就像某人在使用笔记本电脑时旋转他们的椅子一样。
Mittleman说，找到一种新颖的方式使链路发现在太赫兹领域工作是很重要的，因为现有的微波链路发现协议对太赫兹信号来说根本不适用。即使是为蓬勃发展的5G网络开发的协议，其方向性比标准微波强得多，对太赫兹来说也是可行的。这是因为尽管5G光束很窄，但y’re的宽度仍然是太赫兹网络中光束宽度的10倍左右。
我认为一些人认为5G是有方向性的，这个问题已经解决了，但是5G解决方案只是简单的支持n’t的可扩展性，” Mittleman说。需要一个全新的想法。这是一个基本的协议，你需要开始建立太赫兹网络，”
其他合著者包括拉比·什雷斯塔(Rabi Shrestha)和亚伦·查罗斯(Aaron Charous)，两人都是布朗大学的学生。这项研究得到了思科、英特尔和美国国家科学基金会的支持。
-凯文·斯泰西(Kevin Stacey)是布朗大学(Brown University)《物理科学》(the physical sciences)的资深作家。
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