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硅光子集成电路通常需要 3 dB 光功率分配器,该分配器具有最小损耗、小尺寸、超宽带宽和宽松的制造公差,用于在芯片上分配光,并作为形成更复杂设备的关键构件。对称 Y 型结因其与波长无关的响应和简单的设计而在其他功率分配设备中脱颖而出。然而,当前制造方法的分辨率有限,导致两个 Y 型结臂之间的尖端出现最小特征尺寸 (MFS),从而导致基模的严重损耗。在这里,我们建议通过在新型超宽带和制造公差 Y 型结中利用亚波长超材料来规避这一限制。对 260 nm 带宽(1420-1680 nm)进行的详尽实验研究表明,对于高分辨率光刻工艺(MFS ~ 50 nm),基本横电模式(TE 0 )的额外损耗低于 0.3 dB,对于 100 nm 的制造分辨率,额外损耗低于 0.5 dB。亚波长 Y 结具有 ±10 nm 的确定性诱导误差,进一步证明了稳健的制造公差。此外,使用高分辨率光刻技术,分路器在 100 nm 带宽(1475-1575 nm)内表现出低于 1 dB 的一阶横电模式(TE 1 )的额外损耗。
这里,S 是通过模拟得出的散射矩阵,其中对麦克斯韦方程进行了数值求解。参数 r 1 、t 1 、r 2 和 t 2 分别是 E in1 和 E in2 的单束光束的反射和透射系数。值得注意的是,在这种配置下,假设在此设置中互易性保持不变,则两个入射方向的透射系数相同(即 t = t 1 = t 2 )。反射的不对称性源于设计结构相对两侧排列的十字形石墨烯贴片的不同尺寸。
* Fateme Mahdikhany和Sean Driskill是这项工作的同等贡献者,并被指定为第一作者。通讯作者:John Schaibley,Johnschaibley@arizona.edu
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近年来,人们对在室内环境中使用低成本无电池标签定位物体和人员的兴趣日益浓厚,以便在物流、零售、安防等不同领域实现多种应用 [1]。UHF Gen.2 射频识别 (RFID) 标准技术是目前最流行的物品识别解决方案。不幸的是,它在设计时考虑了识别而非定位,因此商业读取器只能获得粗略的位置信息。已经提出了一些方法来提高定位精度 [2],但它们通常在恶劣的传播环境中不可靠或需要读取器端昂贵的硬件(例如,大型天线阵列)。与此同时,一些新的实时定位系统 (RTLS) 应运而生,通过采用超宽带 (UWB) 信号并利用其精细的时间分辨能力提供高精度定位 [3]。然而,当前基于 UWB 的定位系统使用的有源标签电流消耗大于 50 mA,这与能量收集或无线电力传输技术的利用不兼容,因此不可避免地需要电池或极低占空比操作 [4]。最近,遵循与标准 Gen.2 RFID 系统相同的反向散射原理,已经提出了一些解决方案,以实现与 UWB 反向散射信号一起工作的无电池标签,在定位精度方面取得了有趣的结果(约 5-15 厘米)[5]–[12]。尽管基于反向散射的架构在低复杂度和低功耗方面具有良好的特性,但它存在强大的链路预算(由于反射信号导致的双向链路)问题,再加上 UWB 频段非常保守的监管功率发射限制,将其应用限制在非常短距离的场景中(覆盖范围 < 10 米)[13]。本文介绍了一种使用无电池标签的 RTLS,它能够通过使用节能的 UWB 脉冲发生器将范围扩大到 10 米以上。在描述了系统的主要功能块之后,报告了实验结果。该系统是在欧洲航天局 (ESA) 资助的“LOST”(通过 RF 标签定位太空物体)项目内开发的。LOST 的目的是研究合适的技术来定位部署或漂浮在国际空间站或未来空间站内的物体。这种“室内”空间应用旨在跟踪环境中存在的每个带标签的物体,以避免潜在的危险情况,并使宇航员不会浪费极其宝贵的时间寻找丢失的工具。
致谢 我感谢巴黎高科电信射频和微波 (RFM) 实验室成员在这项研究中所做的一切努力。我特别要感谢我的主任 Xavier BEGAUD 先生对我研究的指导和支持。他毫不犹豫地给出了有益的建议。感谢 Mahmoud KAMAREI 教授和 Alireza KAZEMIPOUR 博士对这篇论文的热情和创造性关注。我还要感谢小组主任 Bernard HUYART 教授的诚挚建议和支持。他们对我研究的评论对提高论文质量非常有帮助。我还要感谢 B. HUYART 教授接受评审团主席职位,以及 Adaildo GOMES D’ASSUNCAO 教授和 Ala SHARAIHA 教授,他们慷慨地同意报告这篇论文并引起关注。我要特别感谢我的妻子 Noushin,感谢她帮助我制作平衡器、天线和测量,以及分享想法。她鼓励我完成这项研究,如果没有她的支持和祈祷,我根本无法完成我的论文。我感谢我的父母,他们每天都为我祈祷,耐心等待这篇伊朗的博士论文。感谢我的兄弟姐妹 Farshid、Mahshid 和 Maysam 以及他们的家人。我要感谢我的公公婆婆的支持和关爱。我还要感谢我的姐姐和姐夫 Minoush 和 Sasha。
RavenStar™是一种创新的超宽带技术,可实现可扩展的RF性能,并具有高级功能,例如果酱阻力,多个极化,双链操作和横梁转向。这种开创性的技术可以取代消费珍贵互换的天线农场,并提供高级的多通道功能,通常仅由昂贵且复杂的多元素阵列提供。孔径: