Lille metalenhed afbøjer radiostråler ved 300 GHz med høj effektivitet
Du har måske hørt om, at ‘ægte’ 5G-teknologi understøtter teknologien beamforming, hvor en basestation kan udsende flere radiostråler rettet mod specifikke enheder såsom smartphones for at øge båndbredden. Men det er ikke en nær så effektiv tilgang som beam-bending eller bøjning af radiostråler, som forskere fra University of Birmingham har udviklet.
Deres forskning har ført til udviklingen af en enhed til at styre antenners radiobølger med høj præcision. Enheden opfører sig lidt ligesom en parabolantenne, som mekanisk drejer for at spore et bevægende objekt.
Teknologien, der er på størrelse med en iPhone, anvender et metamateriale, der er fremstillet af en metalplade med en række jævnt fordelt huller med en diameter i mikrometerområdet. En styremotor styrer højden på et hulrum i metamaterialet, hvilket skaber mikrometerbevægelser, som afbøjer radiobølgens stråle effektivt og koncentrerer strålen til et meget direkte signal.
Begrebet metamateriale dækker over materialer, der er blevet udviklet til at have særlige egenskaber, som ikke kan findes i naturligt forekomne materialer. Det kan for eksempel være manipulation af elektromagnetiske bølger ved at blokere, absorbere, forbedre eller bøje radiobølger.
Læs også: Alt om 5G-teknologien
94 procent effektivitet ved 300 GHz
Teknologien var egentlig udviklet til brug i 5G, men de teknologiske forbedringer er så enorme, at den også har potentiale til fremtidens 6G-frekvenser. Ved 5G mmWave og 6G har det hidtil kun været muligt at opnå høj effektivitet ved at bruge antenneløsninger, som langsomt styres mekanisk for at ramme tilsluttede enheder. Men med forskernes præcise styring af radiostrålerne kan der opnås en meget højere effektivt ved høje frekvenser.
”Selv om vi har udviklet teknologien til brug i 5G, viser vores nuværende modeller, at vores strålestyringsteknologi kan opnå en effektivitet på 94 procent ved 300 GHz. Teknologien kan også tilpasses til brug i køretøj-til-køretøj, køretøj-til-infrastruktur, køretøjsradar og satellitkommunikation, hvilket gør den god til næste generations brug i bil-, radar-, rum- og forsvarsapplikationer,” siger James Churm, der er forskningsassistent på School of Engineering ved University of Birmingham.
Churm forklarer, at den kompakte teknologi består af et enkelt design, som er billigt og nemt for mobiloperatører at implementere. Forskerne fra University of Birmingham, som for nyligt fremviste teknologien, tror på, at deres design har potentiale til mere effektiv radiotransmission via ikke kun 5G, men også fremtidens 6G-teknologi, hvor hastighederne kan overstige flere hundrede gigahertz.