新型防水芯片助力自動駕駛和無線通信技術(shù)
現(xiàn)代通信技術(shù),不管其用途如何,都依賴于一個類似的架構(gòu):設(shè)備通過數(shù)據(jù)中心、發(fā)射塔和衛(wèi)星在到達(dá)最終目的地的途中發(fā)送信號和信息。溝通的有效性取決于信息傳播的好壞,還有很多因素會減緩這一過程,地理、天氣等等。 德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員發(fā)明了一種新的設(shè)備,可以克服惡劣天氣等挑戰(zhàn),提供更安全、可靠的通信。這將有助于軍事通信領(lǐng)域的挑戰(zhàn),提高自動駕駛汽車查看周圍環(huán)境的能力,并加快潛在6G網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)傳輸速度。 ![]() 上圖所示為實驗室里的測試儀器。圖片:德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校。 科克雷爾工程學(xué)院電子與計算機(jī)工程系教授、該項目負(fù)責(zé)人Ray Chen將電視衛(wèi)星天線與惡劣天氣下外出或變得模糊的電視衛(wèi)星天線進(jìn)行了對比。同樣的事情也可能發(fā)生在通信技術(shù)上,這也是Chen想要解決的問題。 Chen的設(shè)備在中紅外光譜區(qū)域工作,該頻段的信號可以穿透云層、雨水和其他天氣,在不釋放大量光的情況下到達(dá)預(yù)定目標(biāo)。 “低光損耗意味著信號可以傳播得更遠(yuǎn),并穿過地球大氣層,具有更好的完整性和更低的功耗,” Chen說。 防風(fēng)雨通信防風(fēng)雨芯片該設(shè)備是一種磷化銦芯片,能夠控制光束,使光線重新指向特定目標(biāo)的方向。這一概念使信號傳輸比其他方法更精確,減少干擾,節(jié)省電力。 ![]() 然而,光束控制有其阻礙大規(guī)模采用的弱點,即裝置只能在狹窄的方向反射光。陳把它比作一個周邊視力差的人。 然而,Chen的裝置具有更寬的轉(zhuǎn)向光角度,因為沒有運(yùn)動部件或光波的旁瓣向不同方向移動降低效率,該新型裝置與其他選擇相比增加了大約30度的范圍, “為了確保光束轉(zhuǎn)向的安全性,你要有一個完整的視野,你不希望有一堆盲點,”Chen說。 很多自動駕駛汽車都配備了光探測和測距(LIDAR)技術(shù),可以感知周圍的環(huán)境。通常情況下,這些裝置采用大型裝置的形式,通過旋轉(zhuǎn)陣列連接在汽車頂部。 Chen說,由于視野有限,激光雷達(dá)設(shè)備必須旋轉(zhuǎn)。任何時候你依靠一個活動部件,它都有破裂的危險。Chen發(fā)明的芯片不需要運(yùn)動部件,因為它的視野更廣。而且,技術(shù)上的盲點減少了,在瞬間失誤可能被證明是危險的情況下,提高了安全性。 這些芯片可以集成到從軍用車輛到衛(wèi)星,再到摩天大樓的所有領(lǐng)域。Chen正致力于將人工智能注入到環(huán)境感應(yīng)設(shè)備中。中紅外是光譜的一部分,如果沒有夜視鏡這樣的輔助設(shè)備,人類是看不見的,但這一范圍內(nèi)的設(shè)備可以檢測到氣體泄漏和煙囪排放物。 在大城市,深入地下鋪設(shè)光纜提高網(wǎng)速,是不現(xiàn)實的。把它們放在摩天大樓上可以實現(xiàn)自由空間光通信,這是一種允許無線數(shù)據(jù)利用光在空中傳播的技術(shù)。 Chen的下一個重要步驟是對該設(shè)備進(jìn)行實地測試,并改進(jìn)其包裝,使其能夠應(yīng)用于自由空間光通信。 原文鏈接:https://phys.org/news/2020-11-weather-proof-chip-aims-self-driving-tech.html |