نشر فريق بحث من مختبر Hezhijiang بجامعة Zhejiang في الصين مؤخرًا نتيجة مبتكرة في PhotoniX - وهو هوائي استقبال منخفض التردد يستخدم جسيمات نانوية معلقة بصريًا. حجم الهوائي أصغر بحوالي 10,000 مرة من التصميمات التقليدية، مما يحقق طفرة في تصغير الهوائي لتطبيقات التردد المنخفض (LF) مثل الاتصالات تحت الماء، والاستشعار تحت الأرض، وأدلة الموجات الأيونوسفيرية.
نظرًا لأن تردد الرنين لهوائيات الإشارة اللاسلكية التقليدية منخفضة التردد يرتبط بالحجم المادي، فإن الحجم يقتصر على مستوى السنتيمتر، وغالبًا ما يأتي التصغير على حساب انخفاض الحساسية. يستخدم الهوائي النانوي الخاص بفريق البحث جزيئات السيليكا النانوية المعلقة عالية الفراغ (قطرها 143 نانومتر) التي تم التقاطها بالليزر لتحقيق تطورات رئيسية مثل تعزيز الشحن، وفصل الحجم والتردد، وإزالة تشكيل الإشارة عالية الدقة. من بينها، من خلال تركيز شعاع الإلكترون، يمكن للجسيمات النانوية أن تحمل بشكل ثابت أكثر من 200 شحنة صافية، مما يحسن حساسية المجال الكهربائي؛ يمكّن تردد الرنين للجسيمات النانوية هوائيًا بحجم 100 نانومتر من العمل في نطاق 30 كيلو هرتز -180 كيلو هرتز؛ وفي ظل المجالات الكهربائية الضعيفة، يحقق النظام معدل خطأ منخفض، مما يؤكد جدواه في البيئات ذات الفراغ العالي.
بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الهوائي النانوي أيضًا على ميزات فنية مثل إمكانية التعديل والكشف عن المتجهات. من خلال ضبط قوة المصيدة البصرية، يمكن تحقيق ضبط التردد المستمر، وتكون الحساسية أفضل من التصميمات التقليدية. يتيح تتبع الحركة ثلاثي الأبعاد استقبال الإشارة شاملة الاتجاهات، وهو أفضل من الهوائيات العددية التقليدية. كما نجح فريق البحث في نقل الصور والتحكم في معدل الخطأ في البتات، مما يدل على إمكانية تطبيقها على التطبيقات العملية.
على الرغم من أن حساسية الهوائيات النانوية الحالية لا تزال أقل بمقدار 3-4 مرات من التصميمات التقليدية، إلا أن حجمها النانوي وقابلية التعديل لها مزايا فريدة في البيئات القاسية. ستركز الأبحاث المستقبلية على تكامل المصفوفة وتوسيع التردد والنشر على مستوى الشريحة لزيادة نطاق التطبيق والأداء.