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超薄材料有望增強6G衛星通信能力

2024-09-18 14:32:08    來源:科技日報

來源標題:超薄材料有望增強6G衛星通信能力

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,英國科學家研制出一款超薄二維(2D)表面,能對衛星最常用的電磁波進行操縱和轉換。這一成果有望提升6G衛星在通信、高速數據傳輸和遙感方面的能力。相關論文發表于新一期《通信工程》雜志。

傳統的通信天線主要發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,發射天線和接收天線之間的微小錯位便可能導致信號質量下降,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,導致信號失真。

此次,英國格拉斯哥大學研制出2D超材料表面,能將線偏振電磁波巧妙地轉換為圓偏振電磁波,使天線在不利條件下也能更有效地相互通信,從而顯著提升衛星和地面站之間的通信質量,增強衛星通信的可靠性,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,通常應用于衛星通信和遙感等領域。

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,它能利用傳統印刷的電路板制造技術批量生產,制造方式簡單經濟,未來可作為衛星機載設備廣泛采用。

研究人員表示,這款2D超材料表面可幫助衛星為手機帶來更好信號,為數據傳輸提供更穩定的連接。此外,它還能增強衛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。

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