Група китайських дослідників із Південно-Східного університету розробила унікальну технологію, яка дозволяє виконувати складні математичні обчислення безпосередньо над радіохвилями під час їх взаємодії зі спеціально запрограмованою поверхнею.
Результати цієї інноваційної роботи були опублікованів науковому журналі Nature Communications
Читайте також:
Всупереч логіці. Німецькі фізики зробили відкриття, що змінює уявлення про явища у мікросвіті Сучасні технології зазвичай вимагають перетворення електромагнітного сигналу на електричний та його подальшої оцифровки у вигляді чисел, які опрацьовуються звичайними процесорами. Нова розробка інженерів Цзюнь Янь Дая, Цян Чена та Те Цзюнь Цуя пропонує принципово інший підхід. Вони створили перепрограмовану метаповерхню — ультратонку структуру, покриту мікроскопічними елементами, здатну динамічно змінювати напрямок, фазу та амплітуду хвиль.
Завдяки концепції цифрового кодування у часовій області метаповерхня перетворюється на справжній «електромагнітний космічний комп’ютер», що обробляє інформацію в процесі поширення хвиль.
Під час експериментів вчені налаштували систему на виконання двох базових операцій обробки сигналів — перетворення Фур'є та згортки. Перша операція розкладає сигнал на складники (подібно до того, як музичний акорд ділиться на ноти), що дозволяє легко вираховувати доплерівський зсув та визначати швидкість рухомих об'єктів. Друга операція відповідає за пошук закономірностей, що активно використовується у радарних системах для вимірювання відстані до цілей.
Головна перевага технології полягає в тому, що для зміни режиму роботи не потрібно змінювати обладнання — достатньо лише оновити послідовність часового кодування, яка керує поверхнею. Під час польових випробувань і лабораторних тестів метаповерхня продемонструвала високу точність.
Зокрема, система успішно обробила смодельований ехо-сигнал від цілі, що рухалася зі швидкістю 200 метрів за секунду, видавши значення 201 метр за секунду при 500 точках дискретизації. Вимірювання відстані до об'єктів, розташованих на дистанції від 4 до 28 кілометрів, також здійснювалося в межах встановленої похибки системи.
Розробники зазначають, що нова технологія не скасовує повністю традиційну електроніку, яка продовжує використовуватися для генерації кодів, синхронізації та відображення даних. Проте вона здатна суттєво спростити ланцюжок обробки сигналів, зменшивши залежність від високошвидкісних аналого-цифрових перетворювачів.
У майбутньому подібні платформи можуть знайти широке застосування в автомобільних радарах, супутникових системах зв’язку та розробці мереж нового покоління 6G.
Читайте також:
Менша за поштову марку. Німецька комірка перетворила на струм рекордні 25,5% сонячного світла
