虽然蜂窝网络和 Wi-Fi 系统比以往任何时候都更加先进，但它们也很快达到了带宽限制。 科学家们知道，在不久的将来，他们将需要过渡到比当前系统所依赖的更高的通信频率，但在此之前，存在许多（字面上的）障碍。
布朗大学和莱斯大学的研究人员表示，他们在绕过这些固体障碍（例如墙壁、家具甚至人）方面又向前迈进了一步，他们通过弯曲光线来做到这一点。
在《通信工程》杂志上发表的一项新研究中，研究人员描述了他们如何帮助解决无线通信中出现的最大障碍之一。 当前的系统依靠微波辐射来承载数据，但很明显，未来的数据传输标准将利用太赫兹波，其数据承载能力是微波的 100 倍。 一个长期存在的问题是，与微波不同，太赫兹信号可以被大多数固体物体阻挡，这使得发射器和接收器之间的直接视线成为一项后勤要求。
布朗大学工程学院教授、该研究的资深作者 Daniel Mittleman 表示：“大多数人可能使用 Wi-Fi 基站，让整个房间充满无线信号。” “无论它们移动到哪里，它们都会保持链接。在我们在这里讨论的更高频率下，你将无法再这样做。相反，它将是定向波束。如果你四处移动，该光束必须跟随您才能保持链接，如果您移动到光束之外或有东西阻挡该链接，那么您就不会收到任何信号。”
研究人员通过创建太赫兹信号来规避这个问题，该信号沿着障碍物周围的弯曲轨迹移动，而不是被障碍物阻挡。 研究人员表示，这项研究中公布的新方法可能有助于彻底改变无线通信，并凸显在太赫兹频率上运行的无线数据网络的未来可行性。
“我们希望每秒有更多数据，”米特曼说。 “如果你想做到这一点，你需要更多的带宽，而使用传统频段根本不存在这种带宽。”
在这项研究中，米特曼和他的同事引入了自加速梁的概念。 这些光束是电磁波的特殊配置，当它们穿过空间时会自然地向一侧弯曲或弯曲。 这些光束已经在光频率下进行了研究，但现在正在探索太赫兹通信。
研究人员以这个想法为出发点。 他们用精心设计的模式设计了发射器，以便系统可以操纵所产生的电磁波的强度、强度和时间。 凭借这种操纵光的能力，研究人员可以使波更有效地协同工作，以便在固体物体阻挡部分光束时维持信号。 本质上，光束通过沿着研究人员设计到发射器中的模式重新排列数据来适应阻挡。 当一种模式被阻止时，数据将传输到下一种模式，如果该模式被阻止，则再传输到下一种模式。 这可以保持信号链路完好无损。 如果没有这种级别的控制，当光束被阻挡时，系统无法进行任何调整，因此没有信号通过。
只要发射器没有完全被阻挡，这就会有效地使信号在物体周围弯曲。 如果它被完全阻塞，则需要另一种将数据传送到接收器的方法。
领导这项研究的博士后研究员 Hichem Guerboukha 表示：“弯曲光束并不能解决所有可能的堵塞问题，但它能解决其中一些问题，而且解决方式比其他人尝试过的更好。”在布朗大学，现在是密苏里大学堪萨斯城分校的助理教授。
研究人员通过广泛的模拟和实验验证了他们的发现，绕过障碍以保持高可靠性和完整性的通信链路。 这项工作建立在该团队之前的一项研究的基础上，该研究表明太赫兹数据链路可以从房间的墙壁上反弹，而不会丢失太多数据。
通过使用这些弯曲的光束，研究人员希望有一天能够使无线网络更加可靠，即使在拥挤或有阻碍的环境中也是如此。 这可能会导致办公室或城市等经常出现障碍的地方实现更快、更稳定的互联网连接。 然而，在达到这一点之前，由于太赫兹通信技术仍处于起步阶段，还有更多的基础研究需要完成，并且需要克服许多挑战。
“每个人都问我们的关键问题之一是你能弯曲多少以及距离多远，”米特曼说。 “我们已经对这些事情进行了粗略的估计，但我们还没有真正量化它，所以我们希望将其绘制出来。”
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