格拉斯哥大学推出超表面天线 可以支持未来6G通信网络

盖世汽车讯 据外媒报道，由格拉斯哥大学（University of Glasgow）研究人员领导的团队开发出创新的无线通信天线，将超材料的独特特性与复杂的信号处理相结合，可提供新的性能峰值。

图片来源：格拉斯哥大学

相关研究论文名为《60 GHz Programmable Dynamic Metasurface Antenna (DMA) for Next-Generation Communication, Sensing, and Imaging Applications: From Concept to Prototype》，已发表于期刊《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》。研究人员展示了所开发的原型数字编码动态超表面天线（DMA），通过高速现场可编程门阵列（FPGA）控制。

该DMA是世界上第一个在60 GHz毫米波（mmWave）频段（国际法保留用于工业、科学和医疗（ISM）应用的频谱部分）的工作频率下设计和演示的产品。

凭借在较高毫米波频段运行的能力，该天线成为仍在发展的先进波束成形超表面天线领域的关键硬件。该天线可以帮助未来的6G网络提供高可靠性的超快速数据传输，确保高质量服务和无缝连接，并实现通信、传感和成像领域的新应用。

该DMA的高频操作是通过专门设计的超材料实现的，这些结构经过精心设计，可最大限度地提高与电磁波相互作用的能力，而这在天然材料中是不可能的。

DMA使用专门设计的完全可调超材料元件，这些元件经过精心设计，可通过软件控制来操纵电磁波，从而创建能够进行高频可重构操作的高级漏波天线。其原型仅为火柴盒大小，采用高速互连，通过FPGA编程对各个超材料元件进行同步并行控制。DMA可以调整其通信波束并同时创建多个波束，以纳秒级的速度进行切换，以确保网络覆盖范围保持稳定。

图片来源：格拉斯哥大学

该论文的主要作者之一、格拉斯哥大学通信、传感和成像中心联席主任Qammer H. Abbasi教授表示：“该原型是下一代自适应天线领域的令人兴奋的发展，超越了先前可重构可编程天线的尖端发展。近年来，世界各地的其他研究人员已经在微波频段演示了DMA，但我们的原型将该技术进一步推向了60 GHz的更高毫米波频段。”

DMA设计的功能可用于患者监测和护理，帮助直接监测患者的生命体征并跟踪他们的活动。它还可以改进用于高分辨率雷达的集成传感和通信设备，并帮助自动驾驶汽车和无人机等自动驾驶车辆在道路和空中安全地找到道路。

数据传输速度的提高甚至可以帮助创建全息成像，从而将人物和物体3D模型实时投影到世界任何地方。负责天线开发的格拉斯哥大学James Watt工程学院的Masood Ur Rehman博士表示：“我们的高频智能和高度自适应天线设计可能成为下一代毫米波可重构天线的技术基石之一。DMA的可编程光束控制和光束整形有助于细粒度毫米波全息成像以及下一代近场通信、光束聚焦和无线电力传输。未来，我们将扩展这一设计，以提供更灵活和多功能的天线性能，不断满足日益互联的智能世界的需求。”