“元晶体”面板可引导6G信号绕障传播

地下室、隧道、大型建筑内部……这些地方常常因为无线信号被阻挡而成为通信“死角”。如今，芬兰阿尔托大学研究团队开发出一种可通过3D打印制造的名为“元晶体”的新型智能面板，无需电源和电子元件，即可像镜子反射光线一样，引导无线电波绕过障碍物传播，为未来6G网络低成本扩展覆盖范围提供了新方案。相关成果发表于最新一期《自然·通讯》杂志。

被动式3D打印超晶体面板可将无线电波绕过障碍物并导向用户，提供了一种低成本的方法来改善室内/室外无线覆盖范围，而无需添加基站、布线或供电电子设备。

图片来源：芬兰阿尔托大学

随着6G通信向更高频段发展，网络带宽将显著提升，但高频信号容易受到墙壁、人体及其他障碍物阻挡。当前解决信号覆盖问题通常依赖增加路由器、中继器和基站等设备，不仅建设和维护成本较高，也会增加能源消耗。

此次，研究团队开发的元晶体是一种通过3D打印制造的无源智能面板。论文第一作者马赫迪·阿斯加里将其比作无线电波的“镜子”。他解释说，当房间光线不足时，人们既可以增加更多灯具，也可以利用镜子将现有光线引导到需要照明的位置。元晶体的作用与此类似，它并不产生新的无线信号，而是将已有信号重新定向，引导至原本难以覆盖的区域。

这些面板可安装在墙壁、天花板、家具等表面，将信号引导到建筑拐角、遮挡区域，甚至定向传输给特定用户或设备，从而改善无线网络覆盖效果。

与许多现有智能表面通常只能针对单一方向信号执行单一任务不同，元晶体采用三维结构设计，能够同时处理多个入射信号，并在多个频段上工作。除了反射和传输信号外，它还能吸收不需要的信号，从而减少无线干扰。

研究团队表示，传统可重构智能表面往往需要大量可调单元和复杂控制电路，成本较高，难以广泛部署。而元晶体面板可直接采用3D打印制造，每块面板的材料成本预计仅需几十欧元，并可根据具体应用场景进行定制设计。该技术尤其适用于工厂、仓库、室内5G/6G网络以及长走廊等环境布局相对固定的场景。在这些场所，无源面板有望以更低成本实现无线信号优化。

目前，研究团队正推动该技术商业化，并探索可根据环境变化自动调整性能的新一代可重构元晶体面板，希望未来将这种智能无线设备应用于室内空间和城市户外场景。

（来源：科技日报 记者：张佳欣）