原標(biāo)題:超薄材料有望增強(qiáng)6G衛(wèi)星通信能力
超材料具有同類天然材料不具備的特性。在一項最新研究中,英國科學(xué)家研制出一款超薄二維(2D)表面,能對衛(wèi)星最常用的電磁波進(jìn)行操縱和轉(zhuǎn)換。這一成果有望提升6G衛(wèi)星在通信、高速數(shù)據(jù)傳輸和遙感方面的能力。相關(guān)論文發(fā)表于新一期《通信工程》雜志。
傳統(tǒng)的通信天線主要發(fā)射和接收垂直或水平方向的電磁波,但這種方法存在諸多弊端。例如,發(fā)射天線和接收天線之間的微小錯位便可能導(dǎo)致信號質(zhì)量下降,使傳輸效率降低;信號傳輸還容易受到降雨和電離層干擾等影響,導(dǎo)致信號失真。
此次,英國格拉斯哥大學(xué)研制出2D超材料表面,能將線偏振電磁波巧妙地轉(zhuǎn)換為圓偏振電磁波,使天線在不利條件下也能更有效地相互通信,從而顯著提升衛(wèi)星和地面站之間的通信質(zhì)量,增強(qiáng)衛(wèi)星通信的可靠性,同時最大程度地減少信號失真和衰減問題。
超材料表面厚度僅為0.64毫米,由呈幾何形狀排列的微型銅制成,置于高頻通信中常用的商用電路板上。它能在Ku、K和Ka波段范圍內(nèi)工作,這些波段電磁波的頻率介于12吉赫茲至40吉赫茲之間,通常應(yīng)用于衛(wèi)星通信和遙感等領(lǐng)域。
超材料表面還能通過右旋和左旋圓極化,使信道容量翻倍。更重要的是,它能利用傳統(tǒng)印刷的電路板制造技術(shù)批量生產(chǎn),制造方式簡單經(jīng)濟(jì),未來可作為衛(wèi)星機(jī)載設(shè)備廣泛采用。
研究人員表示,這款2D超材料表面可幫助衛(wèi)星為手機(jī)帶來更好信號,為數(shù)據(jù)傳輸提供更穩(wěn)定的連接。此外,它還能增強(qiáng)衛(wèi)星掃描地球表面的能力,從而提高對氣候變化的理解,更好地跟蹤研究野生動物遷徙。
(記者 劉霞)