Исследователи из Университета Аалто разработали доступную 3D-печатную метакристаллическую панель, которая способствует обхождению радиоволнами преград и проникновению в зоны с плохим сигналом. Она функционирует пассивно — без использования электроники, питания и активной настройки — и может быть установлена на стены или потолки.
Такие технологии могут оказаться особенно полезными для развивающихся сетей 6G, где предполагается расширенное применение миллиметровых и потенциально субтерагерцевых диапазонов. Они обеспечивают высокую пропускную способность, однако хуже проникают через преграды и могут легко блокироваться людьми, стенами и другими объектами. Поэтому для этих сетей имеют значение не только новые передатчики, но и методы управления распространением радиоволн в помещениях.
Чем выше частота, тем больше сигнал напоминает капризный световой луч. Одно из решений — увеличение числа базовых станций, но это требует значительных затрат. Подход исследователей заключается в изменении траектории уже существующих сигналов при помощи панелей. «Если в комнате темно, можно включить лампы или задействовать зеркала, — объясняет докторант Махди Асгари. — Метакристаллы выполняют аналогичную функцию для радиоволн».
Панели перенаправляют сигналы за углы и в затененные участки, но не действуют как роутеры или усилители. Они не принимают, не обрабатывают и не переизлучают сигнал активно, а лишь меняют его распространение благодаря своей внутренней структуре. В данном случае команда разработала диэлектрический метакристалл с воздушными зазорами: его геометрия была рассчитана методом обратной топологической оптимизации, то есть с учетом заранее заданного поведения радиоволн.
Эта структура может быть адаптирована под различные сценарии: несколько входящих волн, различные углы падения, поляризации и диапазоны частот. При этом панели остаются недорогими и простыми в использовании. Стоимость расходных материалов составляет несколько десятков евро за единицу, а каждую панель можно настроить под конкретные условия. «Для промышленности интерес представляют статичные или медленно изменяющиеся среды: заводы, склады, коридоры, — говорит Асгари. — Там пассивная панель оказывается более выгодной и простой по сравнению с активной поверхностью, требующей постоянного обслуживания».
Однако существуют и ограничения: панель не генерирует энергию, а каждый перенаправленный сигнал теряет мощность. Исследователи намерены перейти от статичных панелей к более простым реконфигурируемым версиям, которые смогут адаптироваться к изменениям беспроводной среды, и начали поиск промышленных партнеров для коммерциализации технологии.
