當有人打開筆記本電腦時，路由器可以快速找到筆記本電腦并將其連接到本地Wi-Fi網絡。這種能力是任何稱為鏈接發(fā)現(xiàn)的無線網絡的基本要素，現(xiàn)在，一組研究人員已經開發(fā)出一種利用太赫茲輻射來實現(xiàn)該功能的方法，太赫茲輻射有一天可能會構成超快無線數(shù)據傳輸。

由于其太高的頻率，太赫茲波可以承載的數(shù)據量比當今用來承載我們的數(shù)據的微波要多數(shù)百倍。但是，高頻也意味著太赫茲波的傳播不同于微波。微波是從全方位廣播的源發(fā)出的，而太赫茲波則以窄波束傳播。

布朗工程學院教授丹尼爾·米特爾曼(Daniel Mittleman)表示：“當您談論的是發(fā)出光束的網絡時，它引發(fā)了有關如何實際構建該網絡的眾多問題。”“其中一個問題是，如何將接入點(您可以將其視為路由器)如何找出客戶端設備的位置，以便對其進行瞄準。這就是我們在此考慮的問題。”

在《自然通訊》上發(fā)表的一篇論文中，布朗和賴斯大學的研究人員表明，一種被稱為泄漏波導的設備可以用于太赫茲頻率的鏈路發(fā)現(xiàn)。該方法使鏈接發(fā)現(xiàn)可以被動地一次完成。

泄漏波導的概念很簡單。只是兩個金屬板，它們之間有一個可以傳播輻射的空間。其中一塊板的上切有一個窄縫，這允許少量輻射泄漏出去。這項新的研究表明，該設備可通過利用其基本特性之一來用于鏈路發(fā)現(xiàn)和跟蹤：不同頻率以不同角度從縫隙中泄漏出來。

賴斯(Rice)的研究生，這項研究的合著者Yasaman Ghasempour說：“我們以單個脈沖的形式在此波導中輸入了多種太赫茲頻率，并且每個脈沖都以不同的角度同時泄漏出去。”“您可以把它想像成彩虹泄漏出來，每種顏色代表與某個角度相對應的唯一光譜特征。”

現(xiàn)在想象一下放置在接入點上的泄漏波導。根據客戶端設備相對于接入點的位置，它將看到從波導發(fā)出的不同顏色?？蛻舳酥皇菍⒁粋€信號發(fā)送回接入點，說“我看到了黃色”，現(xiàn)在該接入點確切知道了客戶端的位置，并可以繼續(xù)對其進行跟蹤。

Yasaman說：“這不只是一次發(fā)現(xiàn)鏈接。”“實際上，隨著客戶端的移動，傳輸方向需要不斷進行調整。我們的技術允許超快速的適應，這是實現(xiàn)無縫連接的關鍵。”

該設置還在客戶端使用泄漏波導。在那一側，通過波導中的縫隙接收的頻率范圍可用于確定路由器相對于設備本地旋轉的位置-就像有人在使用筆記本電腦時旋轉椅子時一樣。

Mittleman說，找到一種新穎的方法來使太赫茲領域中的鏈路發(fā)現(xiàn)工作很重要，因為現(xiàn)有的微波鏈路發(fā)現(xiàn)協(xié)議根本無法用于太赫茲信號。即使是為新興的5G網絡開發(fā)的協(xié)議，比標準微波的定向性要強得多，對于太赫茲來說也不可行。這是因為與5G波束一樣窄，它們仍然比太赫茲網絡中的波束寬約10倍。

Mittleman說：“我認為有人認為，由于5G在某種程度上是定向的，因此已經解決了這個問題，但是5G解決方案根本無法擴展。”“需要一個全新的想法。這是開始構建太赫茲網絡所需的基本協(xié)議之一。”

該論文的其他合著者是布朗大??學的Rabi Shrestha和Aaron Charous，以及萊斯大學的Edward Knightly。這項工作得到了思科，英特爾和美國國家科學基金會的支持。