b'摘要 提出了一种毫米波\xe2\x80\x90 低\xe2\x80\x90 轮廓宽带微带天线。为了加宽阻抗带宽并同时实现稳定的大增益,在由同轴探针馈电的微带贴片两侧布置共面寄生贴片阵列。在微带贴片上蚀刻双槽以降低 H \xe2\x80\x90 平面交叉\xe2\x80\x90 极化水平。提出了使用 Floquet \xe2\x80\x90 端口模型进行零\xe2\x80\x90 相位\xe2\x80\x90 反射分析以预测寄生贴片阵列的谐振频率。根据理想探针的输入阻抗来验证激发的谐振模式。依次激励两个相邻的宽边谐振,分别以微带贴片的准 \xe2\x80\x90 TM 10 模式和寄生贴片阵列的准 \xe2\x80\x90 TM 30 模式为主导。所提出的天线尺寸为 1.06 1.06 0.024 \xce\xbb 0 3(\xce\xbb 0 为自由空间中 29 GHz 的波长),在 | S 11 | \xe2\x89\xa4 10 dB 时实现 15%(27\xe2\x80\x93 31.35 GHz)的阻抗带宽。实现的峰值增益高达 9.26 dBi,2 \xe2\x80\x90 dB 增益带宽为 15.7%。 H \xe2\x80\x90 平面交叉 \xe2\x80\x90 极化水平在 3 \xe2\x80\x90 dB 波束宽度内小于 14 dB,背部辐射水平小于 17.9 dB。'
摘要 - FEW模式纤维是接收器自由空间光学通信的重要组成部分,以获得可实现的高耦合效率。根据自由空间光学通信链接到几种模式纤维的理论耦合模型是基于一组尺度适应的Laguerre-Gaussian模式提出的。发现各种模式的效率在存在大气湍流或随机抖动的情况下的行为不同。基于此模型,获得了最佳耦合几何参数,以最大程度地提高少数模式纤维所选模式的耦合效率。研究了随机抖动的沟通性能。表明,少数模式纤维比单模纤维具有更好的位率率性能,尤其是在高信噪比的比率方面。
本研究展示了一种使用移动设备进行基于阵列的自由空间光 (FSO) 通信的机器学习 (ML) 方法。现代作战人员需要非射频 (RF) 通信方法来消除与 RF 通信相关的风险,例如检测、窃听和干扰。FSO 通信有望实现巨大的吞吐量,并具有其他优势,例如低拦截/检测概率和抗干扰性。然而,大气条件会通过在信道上引入衰落和噪声,从而显著降低实现的性能。为了提高信道弹性和吞吐量,我们在发射器处使用激光阵列采用空间代码,并在信道字母表上训练多个 ML 模型以在接收器处提供高效解码。我们在训练过程中比较了单次检测 (SSD) MobileNet 模型与 You-Only-Look-Once 模型的性能,并使用训练后的 SSD MobileNet 模型演示了通过概念验证系统进行的数据传输。我们详细介绍了概念验证的硬件和软件实现,它使用手持移动设备和一系列低成本、低功耗激光器。未来的实验计划将结合前向误差校正和在现实条件下进行更远距离的测试。
在无线通信方面,微波技术通过长期发展和大量投资,目前已形成强劲势头,并已成功满足目前正在部署的 5G 基础设施初始阶段的要求。然而,包括毫米波 (mmWave) 在内的微波解决方案在支持未来应用的更高带宽方面已达到物理上限。因此,太赫兹 (THz) 波段和中红外波段等更高频段涵盖了更宽的电磁频谱范围,有望成为突破此类限制的候选技术。[1,2] 目前已进行多项太赫兹波段高数据速率传输实验,其中许多实验借助了光子技术。[3 – 5] 另一方面,随着载波频率的提高和带宽的扩大,这些无线系统正在采用一种新模式,即信号以高增益导波的形式发射
简介量子通信网络在量子通信领域提出了革命性步骤(1,2)。尽管实际证明了量子密钥分布(QKD)(3-8),但向许多用户扩展标准的两用户QKD协议的差异已经阻止了大规模采用量子通信。到目前为止,量子网络依靠一个或多个概率特征:可信的节点(9-13)是潜在的安全风险;主动切换(14 - 17),限制了功能和连接性;最近,波长多路复用(18)具有有限的可伸缩性。量子通信研究的最终目标是,具有基于物理定律而不是计算复杂性的安全性,使得与当前的互联网相似。为了实现这一目标,量子网络必须是可扩展的,必须允许使用不同硬件的用户必须与流量管理技术兼容,不得限制允许的网络拓扑,并且必须尽可能避免避免潜在的安全风险(如受信任的节点)。到目前为止,所有人都证明了QKD网络属于三个宽大的冠军。第一类是值得信赖的节点网络(9-12),其中假定网络中的某些或所有节点被认为可以免受窃听。在大多数实用的网络中,很少能相信每个连接的节点。此外,此类网络倾向于在每个节点上同时使用发件人和接收器硬件的多个副本,从而使成本越来越高。第二类是积极切换或“访问网络”的,其中只允许某些用户一次交换密钥(19)。同样,点对点网络网络在利基应用程序中很有用,并且已使用无源束分式(BSS)(20 - 22),活动
MZI-001是基于自由空间光学器件的纤维纤维紧凑型Mach-Zehnder干涉仪,用于检测光学频率的变化。该设备配备了两个快速光电电视器,用于平衡检测干涉仪的两个互补输出。设备的自由光谱范围(FSR)或零交叉间距被准确地定义为2%以内,这比全纤维方法具有明显的优势。此外,订购时可以从10 GHz到100 GHz的高度选择FSR,从而使其灵活地进行系统集成。最后,MZI-001的自由空间光学设计消除了通常与全纤维干涉仪相关的极化灵敏度。MZI-001非常适合在波长扫描的光源中应用,以确定其瞬时频率,OCT系统作为用于系统触发的频率时钟,用于检测传感信号光谱漂移的光纤传感器,以及用于检测激光器频率漂移的相干通信系统中。
a 研究学者,国家理工学院 (NIT) ECE 系,斯利那加,J&K – 190006 b 助理教授,BGSB 大学拉朱里 (J&K)-185234 c 教授,NIT ECE 系,斯利那加,J&K – 190006 电子邮件:mubasher2003@gmail.com,gulammohdrather@yahoo.co.in 收到日期:2020 年 3 月 31 日;接受日期:2020 年 5 月 2 日;发表日期:2020 年 8 月 8 日 摘要:我们正处于通信时代,高速应用需要非常大的带宽。在可用的带宽技术中,光纤似乎是最合适、最合适的。主干网上铺设的光纤技术几乎取代了现有的同轴电缆。将光纤连接扩展到最终用户,尤其是在拥挤和偏远地区,在成本和安装时间方面是一项相当困难的任务。因此,首英里和最后一英里连接 (FLMC) 仍然是将光纤的优势扩展到网络边缘的瓶颈。在大多数应用中,从主干网到最终用户的连接是通过容量远小于光纤的无线电或铜链路进行的。考虑到新兴应用的性质和规模,需要使用适当的技术来解决 FLMC。为了解决这个问题,新兴的解决方案是光无线通信,如自由空间光学 (FSO)。由于 FSO 具有带宽大、成本低等特性,它正成为一种更有前途的替代方案。在本文中,我们讨论了通过 FSO 链路实现首英里和最后一英里连接的可能解决方案,因此可以通过 FSO 通信以可靠且经济有效的方式弥合光纤核心和网络边缘之间的差距。这项提议工作的意义给人留下了深刻的印象,即在 FLMC 中使用 FSO 通信优于现有的通信。FSO 通信可以一丝不苟地满足不断增长的高带宽需求。仿真结果表明,实现了理想的性能,并使用 Q 因子和 BER 等性能指标进行了分析。索引术语:自由空间光学、带宽要求、光无线、第一英里和最后一英里连接。术语 FSO 自由空间光学 FLMC 第一英里和最后一英里连接 RF 射频 OWC 光无线信道
具有无与伦比的光可控性的超表面已显示出彻底改变传统光学的巨大潜力。然而,它们主要需要外部光激发,这使得它们很难完全集成到芯片上。另一方面,集成光子学可以将光学元件密集地封装在芯片上,但它限制了自由空间光的可控性。在这里,通过将超表面装在波导上,我们将导波塑造成任何所需的自由空间模式,以实现复杂的自由空间功能,例如平面外光束偏转和聚焦。这种超表面还打破了有源微环谐振器中顺时针和逆时针传播的回音壁模式的简并性,从而导致片上直接轨道角动量激光。我们的研究展示了一条跨集成光子学和自由空间平台完全控制光的可行途径,并为创建具有灵活访问自由空间的多功能光子集成设备铺平了道路,这使得通信、遥感、显示器等领域的大量应用成为可能。
量子密钥分发 (QKD) 和超密集隐形传态等量子通信方案为安全地传递信息提供了独特的机会。光通信正日益扩展到自由空间信道,但自由空间信道中的大气湍流需要光接收器和测量基础设施来支持多种空间模式。本文,我们介绍了一种多模迈克尔逊型延时干涉仪,该干涉仪采用场展宽设计,用于测量自由空间通信方案中的相位编码状态。干涉仪采用玻璃光束路径构造,以提供热稳定性、场展宽角度公差和紧凑的占地面积。干涉仪的性能突出,单模和多模输入的测量可见度分别为 99.02 ± 0.05% 和 98.38 ± 0.01%。此外,还展示了针对任意空间模式结构和 ± 1.0 ◦ C 温度变化的高质量多模干涉。干涉仪测得的光路长度漂移接近室温,为 130 nm / ◦ C。借助此装置,我们展示了用于时间相位 QKD 的双峰多模单光子状态的测量,可见度为 97.37 ± 0.01%。
自由空间光通信 (FSO) 作为一种有前途的技术,正受到越来越多的关注,以克服日益拥挤的无线市场的带宽短缺问题。目前,射频 (RF) 技术难以应对日益增长的高带宽数据需求。此外,随着用户数量的增加,RF 频谱变得如此拥挤,以至于几乎没有空间提供新的无线服务,此外,使用 RF 频段的带宽限制有限,并且必须为此类频段支付许可费,这还带来了额外的不便。FSO 通信与其他替代方案相比具有明显的优势,例如更窄、更安全的波束、几乎无限的带宽以及对使用光频率和带宽没有监管政策。此外,在太空领域,由于与 RF 相比,FSO 技术的质量和功率要求较低,因此对卫星通信系统来说,FSO 技术正变得越来越有吸引力。基于 FSO 技术部署无线链路的主要缺点是光波在湍流大气中传播时会受到扰动。会产生许多影响,其中最明显的是信号承载激光束辐照度(强度)的随机波动,这种现象称为闪烁,由闪烁指数 (SI) 量化。FSO 链路中随机辐照度波动的统计分析是通过概率密度函数 (PDF) 进行的,从中可以获得其他统计工具来测量链路性能,例如衰落概率和误码率 (BER)。如今,辐照度数据最广泛的模型是 Lognormal (LN) 和 Gamma-Gamma (GG) 分布。尽管这两种模型在大多数情况下都符合实际数据,但它们都无法在所有大气湍流条件下拟合有限接收孔径尺寸的辐照度数据,即在存在孔径平均的情况下。此外,在某些情况下,LN 或 GG 模型似乎都无法准确拟合辐照度数据,特别是在 PDF 的左尾。本文介绍的工作致力于提出一种新的模型,用于在存在孔径平均的情况下,大气湍流下的 FSO 链路中的辐照度波动;从而得到指数威布尔 (EW) 分布。在这里,使用半启发式方法来找到一组将 EW 参数直接与 SI 相关联的方程。经过测试,这些表达式可以很好地拟合辐照度数据的实际 PDF。提供了新模型出现的物理依据,以及弱到强湍流状态下的大量测试场景(包括数值模拟和实验数据),以评估其在 PDF 和衰减概率方面对辐照度数据进行建模的适用性。此外,