精確測量電容率推動無線電望遠鏡與下一代通訊網路的發展
簡介
日本的研究人員發明了一種新方法，比之前能夠更準確地測量絕緣材料的電容率，預計這項技術將對無線電望遠鏡的敏感接收器以及下一代通訊網路（超越 5G / 6G）的裝置開發產生重大影響。電容率是一個指示絕緣體中的電子在施加電壓時如何反應的值，對於理解射向絕緣體穿行的無線電波行為是一個重要引數。技術突破
研究團隊透過設計了一個電磁波傳播的計算方法，開發了一種直接推導電容率而非透過近似的分析演算法。這個團隊由來自日本國立天文臺（NAOJ）和國家訊息和通訊技術研究所（NICT）的研究人員和工程師組成，由團隊運用這種新方法，測量了正在開發的 Atacama 大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）接收器的鏡片材料，並確認這結果與其他測量方法一致，證實了它在實際裝置開發中的有效性。應用範圍與影響
該研究論文的主要作者兼 NAOJ 的工程師 Ryo Sakai 表示："這種新開發方法預計將有助於無線電望遠鏡元件的設計也有助於利用毫米波/太赫茲頻段實現下一代通訊網路（超越 5G / 6G）的高頻材料和裝置的開發"。以前，由於近似所引起的錯誤，精確度不夠，使得這項測量變得困難。然而使用這種新的分析方法，稱為"自由空間法"，可以消除近似帶來的錯誤，從而提供少數約束下測量電容率的精確性。傳統測量模式的約束
現有的測量電容率的方法中，有一種可以準確測量電容率的方法是“共振法”，但在這種情況下，被測量的材料必須放置在一個叫做諧振器的裝置中，這需要對材料進行精密加工，有時厚度不到幾百微米。另一個缺點是，電容率只能在幾個特定的頻率點上進行測量。由於在裝置開發階段需要測量各種不同材料的電容率，如果每次測量都需要高精度加工，開發過程將需要很長的時間。另外還有使用“自由空間法”進行測量，但這種情況下，分析測量結果時使用的是近似方法，由此帶來的錯誤導致了精確測量的困難。新方法的影響
Sakai 表示“與其他測量方法相比，自由空間法對於測量樣品形狀的約束較少，可以輕鬆擴充套件測量頻段”，這種新的分析方法是與“自由空間法”一起使用的，這意味著使用這種新方法，可以在少數約束下進行精確測量。結語
與傳統的測量方法相比，這項技術突破將極大地加快開發過程。如果對單個材料的電容率測量不準確，實際製作的產品可能無法達到目標效能。如果從設計階段就準確知道電容率，就可以減少不必要的試錯，節省成本。 這項創新技術的應用前景廣闊，不僅對無線電望遠鏡的設計和發展具有重要意義，還對實現下一代通訊網路的高頻材料和裝置開發具有關鍵作用。日本國立天文臺和國家訊息和通訊技術研究所的團隊將透過結合開發天文工具所獲得的知識和開發通訊技術所獲得的知識，致力於進一步的技術創新。 更多資訊： - Ryo Sakai et al, Accurate Free-Space Measurement of Complex Permittivity With the Angular Spectrum Method, IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology (2023). - DOI: 10.1109/TTHZ.2023.3272041 提供方：日本國立天文臺 引用：精確測量電容率推動無線電望遠鏡與下一代通訊網路的發展 (2023 年 8 月 8 日)，檢索自 https://techxplore.com/news/2023-08-accurate-permittivity-advances-radio-telescope.html關鍵詞：無線電望遠鏡、通訊網路、電容率、精確測量技術、技術突破
"Technology"-無線電望遠鏡、通訊網路、電容率、精確測量技術、技術突破
