Исследовательская группа из лаборатории Хэчжицзян Университета Чжэцзян в Китае недавно опубликовала инновационный результат в PhotoniX — низкочастотной приемной антенне, использующей оптически взвешенные наночастицы. Размер антенны почти в 10 000 раз меньше, чем у традиционных конструкций, что делает прорыв в миниатюризации антенн для низкочастотных (НЧ) приложений, таких как подводная связь, подземное зондирование и ионосферные волноводы.
Поскольку резонансная частота традиционных низкочастотных антенн беспроводной связи связана с физическим размером, размер ограничивается сантиметровым уровнем, а миниатюризация часто происходит за счет снижения чувствительности. В наноантенне исследовательской группы используются наночастицы кремнезема, взвешенные в высоком вакууме (диаметром 143 нанометра), захватываемые лазером, для достижения таких ключевых достижений, как усиление заряда, развязка по размеру и частоте и высокоточная демодуляция сигнала. Среди них, фокусируя электронный луч, наночастицы могут стабильно нести более 200 чистых зарядов, улучшая чувствительность к электрическому полю; резонансная частота наночастиц позволяет антенне размером 100 нанометров работать в диапазоне 30–180 кГц; в слабых электрических полях система достигает низкого уровня ошибок по битам, что подтверждает ее работоспособность в условиях высокого вакуума.
Кроме того, наноантенна также имеет технические особенности, такие как возможность регулировки и обнаружение векторов. Регулируя мощность оптической ловушки, можно добиться плавной настройки частоты, а чувствительность лучше, чем у традиционных конструкций. Трехмерное отслеживание движения обеспечивает всенаправленный прием сигнала, что лучше, чем у традиционных скалярных антенн. Исследовательская группа также успешно передавала изображения и контролировала частоту битовых ошибок, продемонстрировав свой потенциал для практического применения.
Хотя чувствительность современных наноантенн все еще на 3-4 порядка ниже, чем у традиционных конструкций, их наноразмеры и возможность настройки имеют уникальные преимущества в экстремальных условиях. Будущие исследования будут сосредоточены на интеграции массивов, расширении частоты и развертывании на уровне чипа для дальнейшего расширения диапазона приложений и производительности.