CN117665411B - 一种磁场增强的低轨卫星6g信号探测器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,属于传感器和探测器技术领域。包括:太赫兹接收装置、外加磁场装置以及外加飞秒激光装置;将飞秒激光和太赫兹信号一起辐射到所述太赫兹接收装置上,通过所述外加磁场装置施加磁场,并在输出端阵列处分别进行探测电流,并解析出6G信号;所述太赫兹接收装置包括图案化阵列层、第一异质结层和第二异质结层;所述图案化阵列层包括一个或多个编码单元,用于接收太赫兹信号,每个所述编码单元的尺寸大小为1*1微米。本申请探测方案简单,不需要电场的参与,探测到的信号噪声更低,可以高效地还原出发射信号的信息。
Description
技术领域
本申请属于传感器和探测器技术领域,特别涉及一种磁场增强的低轨卫星6G信号探测器。
背景技术
6G技术弥补了空天通信技术中所需要的宽带宽和低成本及穿透性强等需求。然而,高灵敏度的探测技术成为限制其在空天技术领域发展的主要方面。现有的6G信号探测技术主要存在两个方面的问题:1、探测效率不高,电场参与之后基底噪声较多;2、探测灵敏度不高,器件尺寸较大,不便于卫星载荷。
基于上述问题,提出本申请的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器。
发明内容
为了解决所述现有技术的不足,本申请提供了一种磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,解决现有可搭载的探测技术中存在的稳定性低、尺寸较大,灵敏度低等问题,能够不需要电场的参与,探测到的信号噪声更低,可以很高效地还原出发射信号的信息。
本申请所要达到的技术效果通过以下方案实现:
第一方面,本申请实施例提供一种磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,包括:
太赫兹接收装置、外加磁场装置以及外加飞秒激光装置;将飞秒激光和太赫兹信号一起辐射到所述太赫兹接收装置上,通过所述外加磁场装置施加磁场,并在输出端阵列处分别进行探测电流,并解析出6G信号;
所述太赫兹接收装置包括图案化阵列层、第一异质结层和第二异质结层;
其中,所述图案化阵列层包括一个或多个编码单元,所述一个或多个编码单元用于接收太赫兹信号,所述第一异质结层从下往上依次由铁磁层和非铁磁层组成,所述第二异质结层从下往上依次由非铁磁层、铁磁层和非铁磁层组成;所述铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属,所述非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属,所述铁磁层的厚度为2-10nm,所述非铁磁层的厚度为2-10nm;每个所述编码单元的尺寸大小为1*1微米。
一些实施例中,所述图案化阵列层的图案为双层嵌套的三裂口环。
一些实施例中,所述三裂口环的外环的外直径为15微米,所述三裂口环的外环的内直径为10微米;所述三裂口环的内环的外直径为7 微米,所述三裂口环的内环的内直径为5微米。
一些实施例中,所述三裂口环的外环包括三个裂口,其中,所述外环的三个裂口分别在所述外环圆周的0°、120°和240°的方向;所述三裂口环的内环包括三个裂口,所述内环的三个裂口分别在所述内环圆周的60°、180°和300°方向,各个所述图案之间的间距均为20微米。
一些实施例中,所述飞秒激光装置的脉冲宽度为300fs,输出功率为1mW。
一些实施例中,所述外加磁场装置的磁场强度为0.5 T。
通过本申请实施例提供的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,解决了现有可搭载的探测技术中存在的稳定性低、尺寸较大,灵敏度低等问题,探测效率高,基底白噪声较小;探测灵敏度高,器件尺寸突破亚波长尺度,实现了小型化轻型化的要求便于卫星载荷,可以高效地还原出发射信号的信息。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例中的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器的结构示意图;
图2为本申请一实施例中的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器的图案化阵列层的图案的结构示意图;
图3为本申请一实施例中的电子设备的示意框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,除非另外定义,本申请一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在小型化低轨卫星信号传感领域中,探测效率不高,电场参与之后基底噪声较多;探测灵敏度不高,器件尺寸较大,不便于卫星载荷。
因此,需要采用本申请提供的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器来进行信号探测。
下面结合附图,详细说明本申请的各种非限制性实施方式。
图1为本申请一实施例中的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器的结构示意图;首先,参照图1,对本申请的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器进行详细说明:
本申请实施例提供一种磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,包括:
太赫兹接收装置、外加磁场装置以及外加飞秒激光装置;将飞秒激光和太赫兹信号一起辐射到所述太赫兹接收装置上,通过所述外加磁场装置施加磁场,并在输出端阵列处分别进行探测电流,并解析出6G信号;
如图1所示,其中15表示外加飞秒激光装置,11和12分别表示第一异质结层和第二异质结层,13表示图案化阵列层,141和142表示外加磁场装置。
所述太赫兹接收装置包括图案化阵列层、第一异质结层和第二异质结层。
其中,所述图案化阵列层包括一个或多个编码单元,所述一个或多个编码单元用于接收太赫兹信号,所述第一异质结层从下往上依次由铁磁层和非铁磁层组成,所述第二异质结层从下往上依次由非铁磁层、铁磁层和非铁磁层组成;所述铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属,所述非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属,所述铁磁层的厚度为2-10nm,所述非铁磁层的厚度为2-10nm;每个所述编码单元的尺寸大小为1*1微米。
太赫兹波和飞秒激光脉冲照射铁磁/非铁磁异质双层膜(也就是第一异质结层和第二异质结层)时,在铁磁层激发出超快的自旋流,在太赫兹波的作用下进入重金属层时,自旋霍尔效应使其转变成电流,电流的大小与太赫兹波的强度相关。该过程是逆自旋霍尔效应的逆过程,在磁场的作用下太赫兹波和器件之间的相互作用会突破波长的限制,可以在小于波长的尺度内相互作用,本申请的探测方案相对简单,不需要电场的参与,探测到的信号噪声更低,可以很方便地还原出发射信号的信息。
一些实施例中,所述飞秒激光装置的脉冲宽度为300fs,输出功率为1mW。
一些实施例中,所述外加磁场装置的磁场强度为0.5 T。
通过本申请实施例提供的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,解决了现有可搭载的探测技术中存在的稳定性低、尺寸较大,灵敏度低等问题,探测效率高,基底白噪声较小;探测灵敏度高,器件尺寸突破亚波长尺度,实现了小型化轻型化的要求便于卫星载荷,并且能够不需要电场的参与,探测到的信号噪声更低,可以高效地还原出发射信号的信息。
图2为本申请一实施例中的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器的图案化阵列层的图案的结构示意图;
下面根据图2来对本申请的图案化阵列层的图案进行详细描述:
从图2中可以看出,所述图案化阵列层的图案为双层嵌套的三裂口环,其中图中的21表示图案化阵列层的基底,22表示图案的示意结构,23表示输出端。
一些实施例中,所述三裂口环的外环的外直径为15微米,所述三裂口环的外环的内直径为10微米;所述三裂口环的内环的外直径为7 微米,所述三裂口环的内环的内直径为5微米。
一些实施例中,所述三裂口环的外环包括三个裂口,其中,所述外环的三个裂口分别在所述外环圆周的0°、120°和240°的方向;所述三裂口环的内环包括三个裂口,所述内环的三个裂口分别在所述内环圆周的60°、180°和300°方向,各个所述图案之间的间距均为20微米。
本申请的探测方案相对简单,不需要电场的参与,探测到的信号噪声更低,可以很方便地还原出发射信号的信息。
需要说明的是,本申请一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行,例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下,由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下,这多台设备中的一台设备可以只执行本申请一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤,这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是,上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思,与上述任意实施例相对应的,本申请还公开一种电子设备;
具体地,图3示出了本实施例所提供的一种利用上述磁场增强的低轨卫星6G信号探测器进行探测的电子设备的硬件结构示意图, 该设备可以包括:处理器410、存储器420、输入/输出接口430、通信接口440和总线 450。其中,处理器410、存储器420、输入/输出接口430和通信接口440通过总线450实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器410可以采用通用的CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现,用于执行相关程序,以实现本申请实施例所提供的技术方案。
存储器420可以采用ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random AccessMemory,随机存取存储器)、静态存储设备,动态存储设备等形式实现。存储器420可以存储操作系统和其他应用程序,在通过软件或者固件来实现本申请实施例所提供的技术方案时,相关的程序代码保存在存储器420中,并由处理器410来调用执行。
输入/输出接口430用于连接输入/输出模块,以实现信息输入及输出。输入/输出模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出),也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等,输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口440用于连接通信模块(图中未示出),以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如,USB、网线等)实现通信,也可以通过无线方式(例如,移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线450包括一通路,在设备的各个组件(例如,处理器410、存储器420、输入/输出接口430和通信接口440)之间传输信息。
需要说明的是,尽管上述设备仅示出了处理器410、存储器420、输入/输出接口430、通信接口440以及总线450,但是在具体实施过程中,该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外,本领域的技术人员可以理解的是,上述设备中也可以仅包含实现本申请实施例方案所必需的组件,而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现利用上述磁场增强的低轨卫星6G信号探测器进行探测的方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
基于同一发明构思,与上述任意实施例方法相对应的,本申请一个或多个实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行利用上述磁场增强的低轨卫星6G信号探测器进行探测的方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行利用上述磁场增强的低轨卫星6G信号探测器进行探测的方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
另外,为简化说明和讨论,并且为了不会使本申请一个或多个实施例难以理解,在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外,可以以框图的形式示出装置,以避免使本申请一个或多个实施例难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请一个或多个实施例的平台的(即,这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请一个或多个实施例。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如,其它存储器架构(例如,动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本申请一个或多个实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,其特征在于,包括:
太赫兹接收装置、外加磁场装置以及外加飞秒激光装置;将飞秒激光和太赫兹信号一起辐射到所述太赫兹接收装置上,通过所述外加磁场装置施加磁场,并在输出端阵列处分别进行探测电流,并解析出6G信号;
所述太赫兹接收装置包括图案化阵列层、第一异质结层和第二异质结层;
其中,所述图案化阵列层包括一个或多个编码单元,所述一个或多个编码单元用于接收太赫兹信号,所述第一异质结层从下往上依次由铁磁层和非铁磁层组成,所述第二异质结层从下往上依次由非铁磁层、铁磁层和非铁磁层组成;所述铁磁层包括二维铁磁材料和铁磁金属,所述非铁磁层包括拓扑绝缘体、拓扑半金属和重金属,所述铁磁层的厚度为2-10nm,所述非铁磁层的厚度为2-10nm;每个所述编码单元的尺寸大小为1*1微米;
所述图案化阵列层的图案为双层嵌套的三裂口环,所述三裂口环的外环的外直径为15微米,所述三裂口环的外环的内直径为10微米;所述三裂口环的内环的外直径为7 微米,所述三裂口环的内环的内直径为5微米;所述三裂口环的外环包括三个裂口,其中,所述外环的三个裂口分别在所述外环圆周的0°、120°和240°的方向;所述三裂口环的内环包括三个裂口,所述内环的三个裂口分别在所述内环圆周的60°、180°和300°方向,各个所述图案之间的间距均为20 微米。
2.如权利要求1所述的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,其特征在于,所述飞秒激光装置的脉冲宽度为300fs,输出功率为1mW。
3.如权利要求1所述的磁场增强的低轨卫星6G信号探测器,其特征在于,所述外加磁场装置的磁场强度为0.5 T。
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