Акустические метаматериалы способны передавать сложные сигналы непосредственно между водой и воздухом

Исследователи из Института материалов IMDEA в сотрудничестве с Нанкинским и Хуачжунским университетами Китая разработали новый акустический метаматериал, способный передавать сложные звуковые сигналы непосредственно между водой и воздухом. Это достижение, описанное в

статье «Высокоразмерный мультиплексный метаматериал для межсредовой связи исключительно звуком», представляет собой новый подход, который может значительно улучшить технологии подводной связи и открыть новые возможности применения, от мониторинга океана до медицинской визуализации. Звук распространяется в воде и воздухе совершенно

по-разному, поскольку они обладают кардинально разными акустическими свойствами, такими как плотность и скорость звука. Это несоответствие означает, что большинство звуковых волн, достигающих границы раздела вода-воздух, отражаются, а не передаются, что препятствует эффективной передаче звука. В результате современные системы часто полагаются на промежуточные устройства, такие как буи или суда, которые преобразуют подводные акустические сигналы

в радиосигналы, а затем передают их по воздуху. Этот процесс не только дорогостоящий, но и медленный, а также подвержен электромагнитным помехам. Новый многомерный метаматериальный мост Для преодоления этого ограничения исследователи разработали многомерный акустический метаматериал (HDM), который действует как пассивный мост для

звуковых волн между водой и воздухом. В отличие от обычных материалов, которые обычно могут контролировать только один или два аспекта звука, новая структура может одновременно модулировать амплитуду, фазу, частоту и орбитальный угловой момент (OAM) — четыре ключевых параметра акустических волн. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Horizons. «Мы

продемонстрировали, что предложенный метаматериал HDM способен модулировать все параметры поперечных звуковых волн между водой и воздухом, включая амплитуду, фазу, частоту и орбитальный угловой момент, пассивным, компактным и эффективным способом», — объясняет профессор Йохан Кристенсен из IMDEA Materials, один из авторов публикации. «Благодаря этой многомерной

характеристике данный метаматериал позволяет одновременно передавать и демодулировать пространственно-спектрально мультиплексированные сигналы из одной среды в другую, что значительно повышает пропускную способность канала и спектральную эффективность». Реальные испытания и повышение производительности Такое многомерное управление значительно увеличивает объем передаваемой информации, повышая как пропускную способность канала, так и спектральную

эффективность. В экспериментах команда продемонстрировала передачу сложного изображения в реальном времени от подводного источника к нескольким бортовым приемникам, используя метаматериал в качестве пассивного «мета-ретранслятора». Система поддерживала четыре независимых канала связи и обеспечивала очень низкий уровень битовых ошибок, значительно ниже одной десятой от предела прямой коррекции ошибок, оставаясь при этом устойчивой к фоновому шуму и

колебаниям на поверхности воды. Поскольку данная технология использует только звуковые волны и не требует преобразования в радиосигналы, она также может обеспечить повышенную безопасность и надежность. «Эта технология на основе метаматериалов HDM открывает новую парадигму для управления звуковыми волнами в сложных межсредовых системах», — сказал профессор Кристенсен. «Помимо подводной связи и

операций на море и в воздухе, это также имеет далеко идущие последствия, охватывающие конкретные случаи, такие как транскраниальная ультразвуковая диагностика, и системы связи следующего поколения в развивающемся Интернете вещей». «Я также хотел бы отметить прекрасное сотрудничество, стоящее за этой работой, в

частности, с профессором Бин Ляном и его командой из Нанкинского университета, которые первыми предложили это исследование», — заключил профессор Кристенсен.

Акустические метаматериалы способны передавать сложные сигналы непосредственно между водой и воздухом

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

11:00, 28 Мар Учёные определили регион с самым чистым воздухом на Земле Нижний слой газовой оболочки планеты ниже 40 градусов южной широты в Южном океане пока нетронут людьми. Учёные из университета штата Колорадо (США) и...

12:00, 22 Мар Межзвёздную комету 3I/ATLAS проверили на сигналы внеземных технологий — результат отрицательный Международная группа астрономов не обнаружила узкополосных радиосигналов от межзвёздной кометы 3I/ATLAS по итогам наблюдений на 500-метровом радиотел...

17:22, 28 Мар Про ремонт стиральных машин с разбором причин неисправностей, методов диагностики, самостоятельного устранения поломок, профилактического обслуживания и влияния современных технологий на долговечность бытовой техники Стиральная машина является одним из самых востребованных бытовых приборов в современном доме. Она значительно упрощает повседневную жизнь, экономит в...

15:00, 30 Мар Уоринг: У побережья Греции под водой затаился флот НЛО Диаметром некоторые объекты достигают 200 метров, утверждает уфолог. Знаменитый «охотник» за пришельцами Скотт Уоринг объявил о своей новой находке, ...

05:00, 04 Апр Ядро Земли может оказаться огромным резервуаром с водой Анализ состава минералов из недр открывает новые гипотезы для исследований, говорится в журнале «Nature». Гипотезы учёных о расположении, составе и р...

06:00, 25 Мар Озеро как капсула времени: тайны затопленных городов майя скрывались под водой тысячи лет Представьте себе гигантскую ванну в горах, у которой нет сливного отверстия. Это озеро Атитлан в Гватемале. Его уровень гуляет вверх-вниз на десятки ...

04:00, 25 Мар Организация пространства: выбор между типовой и заказной мебелью Обустройство интерьера часто сталкивается с поиском компромисса между желаниями и возможностями. Стандартные предметы обстановки не всегда соответств...

21:00, 30 Мар Кабмин одобрил обязательное нотариальное удостоверение ипотеки между физлицами Правительство России одобрило законопроект об обязательном нотариальном удостоверении договоров ипотеки между физическими лицами. Документ был рассмо...

17:00, 30 Мар Galaxy S26: разница в автономности между Exynos и Snapdragon оказалась существенной Новый флагман Samsung, Galaxy S26, выходит в версиях на чипах Exynos 2600 и Snapdragon 8 Elite Gen 5. Exynos перешёл на 2‑нм техпроцесс, тогда как Sn...

21:00, 21 Мар Баланс между естественностью и коррекцией формы — где найти золотую середину Иногда человек ловит себя на противоречивом желании. С одной стороны хочется выглядеть свежее и собраннее. С другой есть страх потерять себя, стать с...

23:00, 27 Мар Триумф и трагедия: Топ-3 легендарных противостояний русских атлетов между собой на ОИ Турнирная борьба обрекала товарищей по сборной на беспощадный выбор: «Я или он». В истории олимпиад спортивный триумф и человеческая трагедия неизмен...

13:00, 27 Мар Глава МИД Белоруссии Рыженков рассказал о «химии» между Лукашенко и Ким Чен Ыном Министр иностранных дел Белоруссии Максим Рыженков рассказал, что между президентом Белоруссии Александром Лукашенко и главой КНДР Ким Чен Ыном сразу...

13:00, 26 Мар Ученые подтвердили связь между группой крови и тяжестью COVID-19 Три независимых исследования показали одинаковые результаты. Европейские учёные разных стран организовали исследования, чтобы выявить зависимость зар...

04:00, 24 Мар Орбан предложил гражданам Венгрии сделать выбор между ним и Зеленским Премьер-министр Венгрии Виктор Орбан выступил на предвыборном мероприятии в Кечкемете и заявил, что гражданам предстоит выбор между провенгерским и п...

22:00, 03 Апр Учёные разработали метод точечного управления связями между областями мозга приматов Исследователи из Института невронаук Дель Монте при Университете Рочестера представили метод, позволяющий управлять коммуникацией между конкретными о...

20:00, 31 Мар ФНС получит доступ к данным о переводах между россиянами. Как будут следить за вашими деньгами Минфин подготовил законопроект о новых полномочиях Федеральной налоговой службы. Ведомство получит право отслеживать переводы денег между физическими...

03:00, 29 Мар Нейронная магистраль в черепе: мозг профи не видит разницы между мыслью и действием Спидкуберы — это люди, которые превратили обычную игрушку из 80-х в спортивный снаряд. Они щелкают пластмассовыми гранями так быстро, что глаз не усп...

01:00, 26 Мар Китайский зонд Chang"e-4 обнаружил область пониженной радиации между Землёй и Луной Учёные, используя данные китайского лунного зонда Chang"e-4, обнаружили область пониженной радиации от галактических космических лучей вблизи Луны. Э...

13:00, 31 Мар Разин о повреждении Джонсона: «Охреневаю от таких судейских решений. Все в крови было. Человек попал между носом и зубами, попади выше или ниже, был бы перелом» Главный тренер «Металлурга» Андрей Разин отметил, что не понимает некоторые судейские решения в серии Кубка Гагарина с «Сибирью» (3-1, 1:2 2ОТ в 4-й ...

08:22, 04 Апр Цифровой мост между странами и культурами: как смотреть русское телевидение онлайн в Германии, получать доступ к каналам в прямом эфире и сохранять связь с родным информационным и культурным пространством Развитие интернета и цифровых технологий кардинально изменило способы потребления медиа. Если раньше для просмотра телевидения требовалась антенна, к...