Forschungsthemen - M.Sc. Liu Xuan
General beam steering network
Reconfigurable reflectarray for terahertz beam steering applications
Passive terahertz components
Genetic algorithm
Signal processing for terahertz frequency domain spectroscopy
The terahertz regime refers to electromagnetic waves with a frequency between 300GHz and 10 THz. Due to its high frequency, the usage of terahertz may fulfill the drastically rising demand for spectral bandwidth in wireless communication. Additionally, it is a strong candidate for high-resolution and non-destructive sensing and imaging. All those applications require a control technique that manipulates the beam shape (beamforming) or the beam direction (beam steering). My research is about incorporating beamforming and beam steering techniques into the terahertz regime. Currently, I am working on configuring a MEMS-based reflectarray that can redirect the incident beam in an arbitrary direction. One way to do it is to form the reflectarray into a sawtooth-shaped grating structure (periodic structure) and change the angle of the reflected beam by adjusting the grating period. We can also employ mathematical optimization algorithms, such as a genetic algorithm, to optimize the height profile of the reflectarray for a desired radiation pattern.
Allgemeines Strahlformungsnetzwerk
Rekonfigurierbares Reflectarray für die Anwendung der Terahertz-Strahlformung
Passive Terahertz-Komponenten
Genetischer Algorithmus
Signalverarbeitung für Terahertz-Frequenzbereichsspektroskopie
Der Terahertz-Bereich bezieht sich auf elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 300 GHz bis 10 THz. Aufgrund seiner hohen Frequenz kann die Nutzung von Terahertz den drastisch steigenden Bedarf an spektraler Bandbreite in der drahtlosen Kommunikation decken. Darüber hinaus ist Terahertz ein starker Kandidat für hochauflösende und zerstörungsfreie Sensorik und Bildgebung. All diese Anwendungen erfordern eine Steuerungstechnik, die die Strahlform (beamforming) oder die Strahlrichtung (beam steering) manipuliert. Meine Forschung befasst sich mit der Integration von Techniken zur Strahlformung und Strahlsteuerung im Terahertz-Bereich. Derzeit arbeite ich an der Konfiguration eines MEMS-basierten Reflektorarrays, das den einfallenden Strahl in eine beliebige Richtung umlenken kann. Eine Möglichkeit besteht darin, das Reflektarray zu einer sägezahnförmigen Gitterstruktur (periodische Struktur) zu formen und den Winkel des reflektierten Strahls durch Anpassung der Gitterperiode zu ändern. Wir können auch mathematische Optimierungsalgorithmen, wie z. B. einen genetischen Algorithmus, einsetzen, um das Höhenprofil des Reflektorarrays für ein gewünschtes Strahlungsmuster zu optimieren.