Un groupe de chercheurs dirigé par le professeur Chan Chi-hou de la City University of Hong Kong a développé la première antenne au monde pour la 6G, qu'ils ont nommée « antenne universelle à métasurface micro-ondes ». Cette antenne révolutionnaire peut contrôler de manière dynamique cinq aspects cruciaux des ondes électromagnétiques grâce à un logiciel. Elle règle simultanément l'intensité, la synchronisation, la fréquence, la direction et les vibrations des ondes, marquant une avancée significative. Son utilisation potentielle dans des systèmes d'information avancés, la sécurité des données, le transfert d'énergie sans fil et la direction contrôlée des signaux en font une technologie polyvalente pour la 6G. Les chercheurs espèrent qu'elle servira de transmetteur d'informations simplifié, à faible coût, à forte intégration et à faible consommation d'énergie, ouvrant la voie à des applications étendues dans la réalité augmentée, l'holographie, la détection, et les communications intégrées pour la 6G, ainsi que dans l'optique quantique et la science de l'information quantique.
Le professeur Chan Chi-hou (à gauche) et le professeur Wu Gengbo (à droite) présentent l'antenne universelle à métasurface mise au point à l'université CityU, qui permet une manipulation sans précédent des ondes électromagnétiques.
Le professeur Chan Chi-hou et son équipe ont réalisé une avancée sans précédent dans la technologie des antennes en rendant possible la manipulation des cinq propriétés fondamentales des ondes électromagnétiques par le biais d'une commande logicielle. En première mondiale, l'équipe a mis au point une antenne universelle à métasurface qui permet la manipulation indépendante et simultanée de l'amplitude, de la phase, de la fréquence, de la polarisation et de la direction du rayonnement électromagnétique.
« Un composant universel capable de manipuler toutes les propriétés fondamentales des ondes est le Saint Graal des physiciens et des ingénieurs », a déclaré le professeur Chan, qui est également directeur du State Key Laboratory of Terahertz and Millimeter Waves (SKLTMW).
Alors que la recherche sur les systèmes de communication sans fil 6G progresse dans le monde entier, l'antenne universelle à métasurface présente un immense potentiel pour diverses applications dans les systèmes 6G. Ses capacités avancées de manipulation des formes d'onde et ses fonctions de sécurité renforcées sont essentielles pour l'intégration de la détection et des communications.
L'Antenne Universelle à Métasurface : vers la révolution de la communication
Les chercheurs proposent et montrent une antenne de métasurface universelle à micro-ondes (UMA) capable de manipuler de manière dynamique, simultanée, indépendante et précise toutes les propriétés constitutives des ondes électromagnétiques d'une manière définie par logiciel.
Notre UMA facilite en outre les propriétés spatiales et temporelles des ondes, ce qui permet de générer des formes d'ondes plus complexes, de former des faisceaux et de manipuler directement des informations. En particulier, l'UMA peut générer directement les formes d'ondes modulées transportant des informations numériques, ce qui peut simplifier fondamentalement l'architecture des systèmes de transmission d'informations. L'UMA proposé, doté de capacités inégalées de manipulation des ondes électromagnétiques et des informations, suscitera une vague d'applications allant des systèmes sans fil de la prochaine génération, de la détection cognitive et de l'imagerie à l'optique quantique et à la science de l'information quantique.
L'antenne universelle de métasurface peut être utilisée pour les systèmes d'information de nouvelle génération, de grande capacité et de haute sécurité, l'imagerie en temps réel et le transfert d'énergie sans fil. Les propriétés de modulation de direction inhérentes à l'antenne renforcent également la confidentialité et la sécurité, ce qui en fait un candidat idéal pour les communications à l'épreuve des écoutes clandestines.
Le professeur Wu Gengbo, du département de génie électrique et membre du SKLTMW, a expliqué que l'antenne universelle à métasurface peut manipuler des informations en générant directement la forme d'onde modulée dans l'espace libre. « Nous espérons que l'antenne universelle à métasurface pourra servir de transmetteur d'informations simplifié à faible coût, à forte intégration et à faible consommation d'énergie », a déclaré le professeur Wu, qui est le premier auteur de l'article intitulé A universal metasurface antenna to manipulate all fundamental characteristics of electromagnetic waves.
Manipulation complète de toutes les propriétés fondamentales des ondes électromagnétiques
L’UMA consiste en un réseau de méta-atomes anisotropes sub-longueur d'onde au sommet d'une structure de guidage d'ondes. Dans ce travail, est considéré l'antenne de métasurface fonctionnant à des fréquences micro-ondes et utilisons la diode positive-intrinsèque-négative (PIN) et le guide d'ondes intégré au substrat (SIW) comme élément actif et guide d'ondes, respectivement. Chaque méta-atome est constitué de deux fentes inclinées à ±45o pour rayonner deux états de polarisation propre orthogonaux |u〉 (polarisation linéaire +45o) et |v〉 (polarisation linéaire -45o) dans l'espace libre.
Chaque ouverture de fente peut être commutée indépendamment entre l'état rayonnant ('1') et l'état non rayonnant ('0') en temps réel par la diode PIN. Supposons que l'état rayonnant du méta-atome soit modulé temporellement avec un cycle temporel TM = 1/fM, et que la fréquence de l'onde monochromatique injectée soit f0, sous réserve que f0 ≫ fM. L'application de séquences de codage temporel indépendantes à tous les méta-atomes forme une matrice bidimensionnelle (2D) de codage espace-temps (STC) "0/1"42,43,44, qui est contrôlée par un réseau de portes programmables (FPGA). L’antenne de métasurface STC permet d'extraire et de convertir l'onde guidée (GW) dans le plan en onde de propagation (PW) hors plan avec des propriétés d'onde arbitraires.
Les métasurfaces ont un potentiel prometteur pour révolutionner une variété de technologies de dispositifs photoniques et électroniques. Cependant, les métasurfaces qui peuvent contrôler simultanément et indépendamment toutes les propriétés des ondes électromagnétiques (EM), y compris l'amplitude, la phase, la fréquence, la polarisation et la quantité de mouvement, avec une intégrabilité et une programmabilité élevées, représentent un défi et n'ont pas encore été essayées avec succès.
a Schéma de l'UMA. Des méta-atomes à fente sont placés au-dessus du guide d'ondes pour convertir le GW en PW avec des propriétés définies par logiciel. En appliquant des séquences de codage espace-temps de 1 bit "0/1" pour faire passer le méta-atome de l'état rayonnant ("1"
à l'état non rayonnant ("0", nous pouvons contrôler toutes les propriétés fondamentales de l'onde rayonnée. Seule la quantité de mouvement de la fréquence harmonique cible (m = + 1...
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Envoyé par nhugodot
Ça ne veut pas dire que une antenne-relais = un four à micro-ondes, mais il me semble par contre que ces ondes là fond parti du spectre émie par le Soleil...
