Создан прибор, позволяющий использовать в электронике входящие и исходящие волны одной частоты

Для передачи и приема информации по беспроводной связи используются электромагнитные волны: один диапазон — для входящих сигналов, другой — для исходящих. Использование волн одной частоты могло бы вдвое увеличить область спектра, используемую для каждого из потоков, но такие волны интерферируют и взаимно искажают сигнал. Именно поэтому радиостанции, работающие на близких частотах, создают друг другу помехи, если приемник находится достаточно близко к обеим.

Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) предложили способ решения этой проблемы с помощью небольшого устройства — циркулятора, внутри которого входящая и исходящая волны одной и той же частоты путешествуют, не влияя друг на друга, с помощью системы «стрелок» и «путей». Схема прибора напоминает карту привокзальных железнодорожных развилок, которой пользуются диспетчеры.

Ранние модели циркуляторов используются для направления волн магнитные материалы, поэтому такие устройства нельзя было использовать в электронных устройствах. Те же из них, что работали без магнитов, не способны были направлять очень низкочастотные волны, которые используются для передачи данных в потребительской электронике.

Ппринципиально новый циркулятор UCLA выполнен из полупроводниковых материалов, поэтому его можно без опаски встраивать в микрочипы компьютеров, мобильных телефонов и любых других устройств. В основе прибора лежит принцип, который исследователи назвали sequentially switched delay lines — «последовательно переключаемые параллельные линии». Группа инженеров под руководством Мэтью Бьедки (Mathew Biedka) уже реализовала принцип в прототипе из готовых деталей и сейчас работает над улучшенной версией, комплектующие для которой сделали на заказ.

Полупроводниковые циркуляторы можно легко встраивать в существующие схемы электронных устройств. По словам создателей, такой циркулятор может работать в практически неограниченной области электромагнитного спектра, от инфракрасных до радиоволн, а, возможно, и в области видимого спектра.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports, кратко об изобретении рассказывает пресс-релиз на сайте UCLA.