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乐博体育-微型太赫兹唤醒接收器的潜在应用

发布时间:2024-03-25  浏览:488 次

乐博体育-微型太赫兹唤醒接收器的潜在应用

无线频谱的太赫兹区域是电磁频谱中一个很是使人抓狂的部门,它有时被称为无线电旌旗灯号光学旌旗灯号频次之间的“死区(dead zone)”。频段(300千兆赫到30太赫兹)有其吸惹人的特征,但其使人生畏的物理特征在汗青上使其难以用在现实利用。

但是,该区域对研究人员依然很有吸引力,最近几年来呈现了一系列新的利用。此中最新的是麻省理工学院项目师设想的超小型太赫兹叫醒领受器芯片。该领受器只需要几微瓦的功率,并包罗一个低功耗身份验证系统,使其免受谢绝睡眠进犯。

麻省理工学院电气项目和计较机科学系的研究生Eun搜索引擎优化k Lee暗示,跟着小型物联网装备的激增,叫醒领受器在今天变得愈来愈主要。Lee和麻省理工学院的其他研究人员在4月在圣安东尼奥进行的2023 IEEE Custom Integrated Circuits Conference上颁发了一篇关在他们研究的论文(https://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/150157/Lee-eun搜索引擎优化k-SM-EECS-2022-thesis.pdf?sequence=1&isAllowed=y)。Lee在Terahertz Integrated Electronics Group工作,该团体今朝正在利用太赫兹频次开辟超小型平台。Lee说:“我们想为这些频次找到[分歧的]利用……并认为它们也是超小型传感平台的一个很好的备选者。”

叫醒领受器使电子装备连结休眠状况,直到需要为止。“想一想你的手机,”Lee说,“假如它一向打开常亮,它会耗损年夜量的电力,对吧?所以叫醒领受器所做的就是将电子装备连结在很是低的功率模式,直到我们向领受器发送旌旗灯号,使其可以或许激活全部系统。” 换句话说,细小的领受器能够连结很是小的物联网装备的电池寿命,这些装备的电池容量无限。

与所有天线一样,用在叫醒领受器的天线需要与它们领受的波长巨细成比例。年夜大都保守的叫醒领受器利用Wi-Fi蓝牙,频次约为2.4 GHz,波长约为12.5厘米。这就要求现有的领受器也要成立在厘米级上。Lee说:“但是,假如我们将载波频次提高到几十或几百吉赫兹,其波长也会削减,这有助在减小天线尺寸,使其可以或许安装在很是小的毫米级传感平台上。”

麻省理工学院的研究人员建筑了他们的领受器,以在太赫兹频次长进行通讯,太赫兹频次对应在1到0.03毫米之间的波长。他们的领受器芯片是1.54mm2,利用的功率不到3微瓦。Lee说:“我们证实,我们的领受器能够撑持5到10米的通讯,功耗为微瓦。”

太赫兹波有时也被称为铅笔束,由于它们在给定距离内的散射比无线电波少。这使得太赫兹波更平安,但在高频下,它们也不克不及传布很远。凡是,太赫兹旌旗灯号与另外一个旌旗灯号相乘,以改变其频次并帮忙其传布,但这类夹杂利用了年夜量功率。Lee说:“因为传感器上的电池很是小,我们的电力预算无限,我们所做的就是利用太赫兹自夹杂。” 该团队利用一对细小的晶体管作为探测器的天线,并以眇乎小哉的电力本钱夹杂了两个太赫兹频次。

Lee暗示:“我们还在太赫兹领受器内部摆设了叫醒认证电路。” 他说,固然有很多用在叫醒领受器的平安和谈,但在集成电路范畴,之前没有人试图开辟叫醒认证系统。该系统可避免谢绝睡眠进犯,即进犯者试图频频激活装备以耗尽电池电量。麻省理工学院的团队利用了一种算法,利用与可托发送者同享的密钥来随机化装备的令牌。他们采取了一种名为轻量级暗码学的手艺来连系令牌随机化,这只耗损了几毫瓦的功率。

微型太赫兹叫醒领受器的潜伏利用包罗将其安装在监测对人类来讲太小或太不平安的区域的微型基站内,能够不惹人注视地摆设传感器的室内平安利用,和在机械人群中搜集当地化数据。Lee弥补道:“今朝,我们也在研究利用太赫兹波的收集平台,和叫醒领受器的角度活络度。”他们还但愿可以或许对太赫兹手艺进行微调,以供实际世界利用。

审核编纂:彭静



文章来源:乐博体育 提供



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