Nationalgeographic.co.id—Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh seorang ilmuwan di City University of Hong Kong (CityU) telah mengembangkan antena baru yang memungkinkan manipulasi arah, frekuensi dan amplitudo pancaran sinar. Mereka berharap ini dapat memainkan peran penting dalam integrasi penginderaan dan komunikasi (ISAC) untuk komunikasi nirkabel generasi ke-6 (6G).
Struktur dan karakteristik antena tradisional tidak dapat diubah setelah dibuat. Namun, arah, frekuensi, dan amplitudo gelombang elektromagnetik dari antena generasi baru ini, yang disebut "antena metasurface space-time-coding (STC) sideband-free", dapat diubah melalui pengkodean ruang-waktu (mis. kontrol perangkat lunak), memungkinkan fleksibilitas pengguna yang luar biasa.
Temuan ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Electronics pada 3 November dengan judul “Sideband-free space–time-coding metasurface antennas.”
Kunci dari fitur inovatif ini adalah bahwa respons permukaan meta (bahan buatan, lembaran tipis dengan ketebalan sub-panjang gelombang dan terbuat dari beberapa meta-atom sub-panjang gelombang) dapat diubah dengan mengalihkan meta-atom pada permukaannya antara memancar dan keadaan non-radiasi. Sama halnya seperti menghidupkan dan mematikan sakelar, dengan mengendalikan arus listrik. Hal ini memungkinkan antena metasurface STC untuk mewujudkan manipulasi gelombang yang rumit dalam domain ruang dan frekuensi melalui kontrol perangkat lunak. Juga untuk menciptakan pola radiasi yang diinginkan dan pancaran yang sangat terarah.
Profesor Chan Chi-hou, Penjabat Rektor dan Ketua Profesor Teknik Elektronik di Departemen Teknik Elektro di CityU, yang memimpin penelitian, menyoroti bahwa antena bergantung pada kombinasi sukses dari dua kemajuan penelitian, yaitu antena gelombang bocor modulasi amplitudo (AM) dan teknik pengkodean ruang-waktu.
Dr Wu Gengbo, postdoctoral fellow di State Key Laboratory of Terahertz and Millimeter Waves (SKLTMW) di CityU, pertama kali mengusulkan konsep baru antena gelombang bocor AM pada tahun 2020 dalam studi PhD-nya di CityU.
“Konsep ini memberikan pendekatan analitik untuk mensintesis antena dengan pola radiasi yang diinginkan untuk penggunaan khusus yang berbeda hanya dengan mengubah bentuk dan struktur antena,” jelas Dr Wu.
Tetapi seperti antena lainnya, setelah antena gelombang bocor AM dibuat, karakteristik radiasinya tetap. Sekitar waktu itu, Dr Dai Junyan, dari kelompok penelitian yang dipimpin oleh Akademisi Cui Tiejun dan Profesor Cheng Qiang, dari Universitas Tenggara di Nanjing, China, yang memelopori teknologi STC, bergabung dengan kelompok Profesor Chan di CityU.
“Keahlian Dr Dai dalam pengkodean ruang-waktu dan metasurfaces digital untuk mengonfigurasi ulang kinerja antena secara dinamis menambah dimensi baru yang penting bagi penelitian antena di SKLTMW,” kata Profesor Chan, yang juga Direktur SKLTMW di CityU.
Selain itu, modulasi waktu gelombang elektromagnetik pada metasurfaces biasanya menghasilkan frekuensi harmonik yang tidak diinginkan, yang disebut sidebands. Sidebands ini membawa sebagian dari energi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dan mengganggu saluran komunikasi antena yang berguna, yang menyebabkan "polusi spektrum".