无线通信新型超材料天线问世

DMA原型图。图片来源：格拉斯哥大学

科技日报记者 刘霞

英国科学家研制出一款创新性无线通信天线。这款数字编码动态超表面阵列（DMA）原型结合了超材料的独特特性与复杂的信号处理能力，可为数据传输提供新性能峰值，有望助力未来6G通信网络的实现。相关研究论文发表于新一期《IEEE天线与传播开放杂志》。

研究人员指出，这款天线是全球首个在60吉赫兹（GHz）毫米波波段下设计和演示的DMA。60GHz是国际法预留的用于工业、科学和医疗应用的频谱。

这款DMA使用了专门设计且完全可调谐的超材料元件。这些元件可通过软件操纵电磁波，创造出能进行高频可重构操作的高级漏波天线。火柴盒大小的DMA原型使用高速互连，通过FPGA编程同时并行控制单个超材料元件。该DMA也可塑造通信波束形状，并一次创建多个波束，在纳秒内切换以确保网络覆盖保持稳定。

最新研究有望为未来6G网络提供可靠的超快数据传输，确保高质量数据服务和无缝连接，在通信、传感和成像领域大显身手。这款DMA可直接监测患者生命体征并跟踪他们的行动；提升集成传感和通信设备性能；为自动驾驶汽车和无人机安全飞行“保驾护航”。数据传输速度的提高甚至有助于创建全息成像，使人和物体的3D模型能实时投影到世界任何地方。

研究团队表示，最新高频智能和高度自适应天线可能是下一代毫米波可重构天线的技术基石之一。