工程师设计下一代非互易天线
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奥斯汀得克萨斯大学柯克雷尔工程学院的研究人员设计了一种天线，可以更有效地处理输入和输出的无线电波信号，而不需要天线系统中常用的单独的笨重昂贵的电子元件。这项新技术可能会在未来带来更快、更便宜、更清晰的电信。
在《美国国家科学院院刊》上，电气和计算机工程系副教授Andrea Alu与博士后研究人员Yakir Hadad和Jason Soric讨论了他们的非互易天线的设计和性能。他们的文章将于本月在网上发表。
研究团队的突破性设计是一种可以打破传统天线特征辐射中的互易性或自然对称性的天线.在教科书中，天线发射和接收的角度模式被假设是相同的——如果天线打开一扇门让信号发出，信号可以通过同一扇门返回并泄漏到源头。通过打破互易性，UTAustin研究人员的新天线可以独立控制输入和输出信号，这非常有效。
这项技术进步的主要优点是，它可以发出信号，同时防止噪声和回波返回天线，从而提高数据速率和改善连接，同时需要更少的天线系统。除了电信之外，新的天线技术还可以应用于许多应用中的传感器，例如医疗保健和天气跟踪，这样传感器就可以获取更强的信号并更准确地收集数据。
研究人员的新天线显示出发射和接收能力之间的巨大差异，从某个方向的接收效率比他们在同一方向的传输效率低几百倍。
传统天线是交互式的，这意味着它们不可避免地以相同的效率发送和接收信号。这意味着，如果传统天线是一个非常好的无线电波信号发射器，它也是一个非常好的同向接收器。事实上，这个特征并不总是一个有益的特征，因为发射天线可以很容易地吸收周围的反射或回声，并从附近的障碍物反弹回来。这种噪声会降低传输信号的质量。
Alu说：“我们的成就是打破了发射和接收信号之间的对称性，这样我们就可以防止天线不得不监控影响光源的反射和回波。”我们表明，使用时间调制行波天线可以有效地克服这些限制。"
在这组实验中，研究人员同时向天线输入两个信号：一个是他们想要发射或接收的射频信号，另一个是微弱的低频调制信号，随着射频信号沿其传播，会慢慢改变天线特性。这种调制方式打破了天线在发射和接收时的固有对称性，克服了互易约束。
目前，在电信领域，基于磁体的隔离器通常被用作天线系统的一部分，以防止接收信号进入传输放大器。研究人员认为，他们的新天线可能是一种有效的解决方案，可以显著减少对隔离器的需求，并降低电信系统的规模和成本。
研究人员目前正在研究如何将这一概念扩展到其他应用，如光学。他们假设，通过将这些概念推向更高的频率，将有可能打破类似的限制，并影响能量收集设备，如热光伏电池。研究人员认为，他们的天线实验扩展到了光谱的红外部分，可能会为更高效的能量收集平台提供一条途径。
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