無線通信新型超材料天線問世

DMA原型圖。圖片來源：格拉斯哥大學

科技日報記者 劉霞

英國科學家研制出一款創(chuàng)新性無線通信天線。這款數(shù)字編碼動態(tài)超表面陣列（DMA）原型結合了超材料的獨特特性與復雜的信號處理能力，可為數(shù)據(jù)傳輸提供新性能峰值，有望助力未來6G通信網(wǎng)絡的實現(xiàn)。相關研究論文發(fā)表于新一期《IEEE天線與傳播開放雜志》。

研究人員指出，這款天線是全球首個在60吉赫茲（GHz）毫米波波段下設計和演示的DMA。60GHz是國際法預留的用于工業(yè)、科學和醫(yī)療應用的頻譜。

這款DMA使用了專門設計且完全可調(diào)諧的超材料元件。這些元件可通過軟件操縱電磁波，創(chuàng)造出能進行高頻可重構操作的高級漏波天線?；鸩窈写笮〉腄MA原型使用高速互連，通過FPGA編程同時并行控制單個超材料元件。該DMA也可塑造通信波束形狀，并一次創(chuàng)建多個波束，在納秒內(nèi)切換以確保網(wǎng)絡覆蓋保持穩(wěn)定。

最新研究有望為未來6G網(wǎng)絡提供可靠的超快數(shù)據(jù)傳輸，確保高質(zhì)量數(shù)據(jù)服務和無縫連接，在通信、傳感和成像領域大顯身手。這款DMA可直接監(jiān)測患者生命體征并跟蹤他們的行動；提升集成傳感和通信設備性能；為自動駕駛汽車和無人機安全飛行“保駕護航”。數(shù)據(jù)傳輸速度的提高甚至有助于創(chuàng)建全息成像，使人和物體的3D模型能實時投影到世界任何地方。

研究團隊表示，最新高頻智能和高度自適應天線可能是下一代毫米波可重構天線的技術基石之一。