香港城市大学(CityU)最近开发了一种革命性的元设备，能够控制可调谐太赫兹(THz)光束的辐射方向和面积。旋转其超表面可让设备快速将6G信号直接定向到指定的接收器，从而最大限度地减少漏电，同时提高隐私性。有望成为未来6G通信的可调节、定向、安全性高的设备。

太赫兹波段技术前景广阔，因为它拥有充足的频谱资源来支持100Gbps甚至Tbps(太比特/秒)的超高速无线通信——比5G的数据速率快成百上千。

令人兴奋的前景

(资料图片仅供参考)

不幸的是，传统的太赫兹系统依赖于沉重的介电透镜、反射器和笨重的反射器，它们不能将波引导到固定的检测器或发射器，也不能将它们发送到除了孤立点或小区域中的一个接收器之外的任何地方;这阻碍了未来6G应用的发展，因为它们需要精确定位、集中信号强度和有限覆盖区域。

城大蔡鼎平教授(电机工程学讲座教授)和陈志厚教授(太赫兹和毫米波国家重点实验室SKLTMW代理教务长兼主任)领导的两个研究团队创造了一种新型可调谐器件，可实现全控制太赫兹波束的传播方向和覆盖范围。

“可调太赫兹元器件的出现为6G通信系统带来了令人兴奋的前景，”蔡教授说。“我们的元设备允许将信号传递给特定的用户或检测器，并且可以根据需要灵活地调整传播方向。”

具有数千个微型天线的旋转超表面

元器件由两到三个旋转的薄片超表面(亚波长厚度的人造薄片材料)组成，充当2-D平面或3-D空间中太赫兹光束的投影仪。蔡教授解释说，他的设备的成功在于精确设计每个微型天线，并且无需额外空间地旋转它们即可调整焦点并将波束引导至指定的目标坐标。

一个研究小组进行了实验，以验证两种类型的变焦元器件——双重和三重——将太赫兹波的焦点投射到2D空间和3D区域内的任意位置。这种创新设计展示了元设备如何将6G信号定向到二维和三维空间中的精确位置。

易于以低成本扩大生产

该团队开发了3D打印技术和高温胶来制造超表面。它们重量轻且便于携带，这意味着它们可以以低成本大量生产以用于实际用途。

6G电信系统的THz可调谐元设备有可能支持一系列应用，例如遥感、无线电力传输、变焦成像和无线电力源。研究团队计划在不久的将来创建更多基于太赫兹变焦摄影的元设备。

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