Tá comharthaí wifi baile eadrannach agus neamhábaltacht leathanaigh ghréasáin a bhrabhsáil ar ghuthán le linn ceolchoirme-taobh thiar de na buarthaí cumarsáide laethúla seo, tá bac ar theicneolaíocht aeróige. Anois, tá antennas meiteábhair sa tsaotharlann ag briseadh na teorainneacha seo go ciúin, ag athmhúnlú teorainneacha na cumarsáide gan sreang trí nuálaíocht struchtúrach agus cinn déantúsaíochta, ó stáisiúin bonn 5G go leictreonaic tomhaltóra.
[íomhá dearadh veicteoir deilbhín WIFI__Other_Animation_Design Library_Nipic.com]
I. Réabhlóid Struchtúrtha: Dearadh Thar Ábhair
Tosaíonn poitéinseal suaite na n-antennas metamaterial le hath-shainmhíniú ar an "foinse feidhmíochta."
Murab ionann agus aeróga traidisiúnta a bhíonn ag brath ar airíonna ceimiceacha miotail cosúil le copar agus alúmanam, tagann a mbuntáiste lárnach as dearadh micristruchtúrach beacht-a bhaint amach cumais láimhsithe tonnta leictreamaighnéadacha nach bhfuarthas sa nádúr trí aonaid tréimhsiúla a tógadh go saorga.
Nocht taighde fhoireann an Ollaimh Wang Hong ag Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta an Deiscirt an rún seo: dhear siad aonaid mheitea-ábhar le struchtúir phóiriúla thréimhsiúla mar vaiféil agus cíor mheala, agus chomhcheangail siad é seo le teoiric éifeachtach tréleictreach chun múnla matamaitice a bhunú a fhéadfaidh tairiseach tréleictreach an ábhair a thuar agus a rialú go cruinn.
Feidhmíonn na micrea-aonaid seo, atá níos lú i méid agus spásáil ná tonnfhad na dtonnta leictreamaighnéadacha a ionramhálann siad, cosúil le "córas loingseoireachta" tiomnaithe don chomhartha, agus baintear amach éifeachtaí lúbthachta agus fócasaithe le hábhair nádúrtha.
Tá cumhacht an dearadh struchtúrach seo le feiceáil go háirithe i gclúdach banna minicíochta.
Cheng Zengqiang, fiontraí priontála 3D a rugadh sna 1990idí: Ní hamháin go bhfuil aislingí folamh talk_China 3D Printing Network
D’éirigh leis an bhfoireann an banda X-iomlán de 8{{-12 GHz a chlúdach le haeróg mheiteashonrach tairiseach grádán déanta ag baint úsáide as priontáil 3D, ag baint amach bandaleithead 6.2 GHz, i bhfad níos mó ná an uasteorainn de 1.7-4.2 GHz le haghaidh aeróga traidisiúnta. Sa réimse terahertz níos ceannródaí, is féidir leis an meascán d'eagar athshondóra fáinne scoilte agus struchtúr bandáile fótónach athshondas a ghiniúint ag pointí minicíochta iolracha sa raon 0.47-1.1 THz, atá comhionann le "cainéil" cumarsáide ardluais iolracha a oscailt go comhuaineach le bandaleithead a shíneann go 45-51 GHz.
II. Teicneolaíocht In-athchumraithe: Antennas a Dhéanamh "Athrú de réir mar is Gá"
Más é dearadh struchtúrach bunús na n-antennas meiteábhair, is iad a ndífhoirmiúlacht agus a n-athchumraitheacht na cinn is suntasaí atá acu. D'fhorbair foireann ag MIT antenna metamaterial a bhféadfar a fheidhmíocht a choigeartú trí dhífhoirmiú fisiceach, ag athrú go hiomlán an teorannú ar antennas traidisiúnta mar "cineál amháin, saolré amháin."
Tá rún lárnach na haeróige seo i ndearadh seiftiúil a céimseata. Míníonn an ceannaire foirne Marwa AlAlawi, "Is féidir le struchtúr speisialta na n-ábhar meitea-ábhair a laghdú go suntasach ar chastacht na gcóras meicniúla." Trí oibríochtaí simplí cosúil le lúbadh, síneadh, nó comhbhrúite, is féidir leis an antenna a mhinicíocht athshondach a athrú, rud a ligeann do ghléas amháin a bheith ag luí le caighdeáin ilchumarsáide. Léiríonn tástálacha gur féidir le hathrú minicíochta athshondach an fhréamhshamhail 2.6% a bhaint amach, go leor chun tacú le cluasáin a aistriú idir modhanna éagsúla, agus tá sé fós ag feidhmiú de ghnáth tar éis 10,000 dífhoirmiúchán.
Arna spreagadh ag origami, léiríonn meitedhromchlaí in-athchumraithe an acmhainneacht le haghaidh rialú dinimiciúil. Trí chlaochlú struchtúrach déthoiseach go tríthoiseach a bhaint amach trí dhífhoirmiú meicniúil, féadann sé aistriú idir polarú líneach agus stáit polaraithe ciorclach láimhe clé nó ar dheis, agus an minicíocht oibriúcháin a choigeartú go solúbtha laistigh den raon 8.95-9.8GHz, ag soláthar cur chuige nua maidir le leas iomlán a bhaint as comharthaí i dtimpeallachtaí casta.
III. Ón tSaotharlann go Táirge: Cur i bhFeidhm Chuimsitheach Feidhmchláir Ní coincheap saotharlainne amháin iad antennas meta-ábhar a thuilleadh; tá luach praiticiúil léirithe acu i réimsí mar chumarsáid agus leigheas, agus chuaigh siad isteach i dtáirgí leictreonaice tomhaltóra fiú.
[Príomhíomhá.jpg]
I réimse an bhonneagair chumarsáide, tá sé tagtha chun bheith ina "ranníocóir dofheicthe" do luasanna ardaitheacha líonraí 5G. Bhain an t-antenna meitea-ábhar tairiseach tréleictreach grádán a d'fhorbair foireann Wang Hong feidhmíocht ghnóthachain ard de 14.7dB amach, ní hamháin feabhas a chur ar mheaitseáil impedance ach freisin ag cur go mór le héifeachtacht radaíochta agus cobhsaíocht minicíochta.
Íomhá 1.png
Comparáid idir Múnla Struchtúr Meitea-Ábhair agus Torthaí Insamhladh agus Ríomh Tairiseacha Tréleictreacha
Íomhá 2.png
Ullmhúchán Meitea-Ábhar agus Tástáil Tairiseach Tréleictreach
Íomhá 3.png
Antenna Athshondach Tréleictreach Bunaithe ar Tairiseach Tréleictreach Indeartha
Tar éis do Nokia foshraith a ghlacadh le teicneolaíocht den chineál céanna ina stáisiún bonn 5G i München, an Ghearmáin, tháinig méadú ar éifeachtacht radaíochta antenna ó 55% go 70%, leathnaigh an ga clúdach comhartha 2 chiliméadar, agus léim an luas líonra tomhaiste ó 800Mbps go 1.2Gbps.
Ar thaobh an fheiste teirminéil, tá an t-antenna meite-ábhar a d'fhorbair Lenovo agus Ollscoil Tsinghua i gcomhpháirt curtha i bhfeidhm ar tháibléad YOGA Pad Pro, feabhas a chur ar fheidhmíocht Wi-Fi 7 sna bannaí 5G agus 6G 10% agus méadú 10% ar an achar cumarsáide, ag réiteach fadhb na comhartha de na feiste clúdaigh droma miotail go léir.
D'oscail cur i bhfeidhm an bhanna terahertz níos mó féidearthachtaí nua fós. D’fhorbair taighdeoirí aeróga meite-ábhar ag baint úsáide as fabraic Kapton agus Grianchloch mar fhoshraitheanna agus nanafeadáin charbóin aonair le ballaí mar ábhair seoltacha. Clúdaíonn na haeróga seo an banna minicíochta 0.47-1.1 THz, ag soláthar réitigh ardfheidhmíochta d’íomháú bithleighis, tástáil neamh-millteach, agus réimsí eile. Tá dul chun cinn bainte amach ag foireann Wang Hong freisin i mbainistíocht teirmeach ábhar. Baintear amach seoltacht teirmeach 42 W m⁻¹ K⁻¹ a gcuid criadóireachta atá bunaithe ar nítríde bórón, sintéaraithe ag teocht ultra-íseal de 150 céim, rud a réitíonn go héifeachtach an tranglam diúscartha teasa ar threalamh ardmhinicíochta.
IV. Cinn Déantúsaíochta: Ag Bogadh ó Dhearadh Beachtais go dtí Olltáirgeadh Bhí dul chun cinn i dteicneolaíocht déantúsaíochta ina phríomhspreagadh maidir le haintéiní meite-ábhar a thabhairt ón saotharlann go dtí an margadh. Mar gheall ar aibíocht na teicneolaíochta priontála 3D is féidir macasamhlú beacht na microstructures casta.
D'úsáid foireann Wang Hong teicneolaíocht priontála 3D díreach a scríobh- chun samplaí tairiseacha tréleictreach a ullmhú, ag rialú an earráid idir luachanna tomhaiste agus tuartha go dtí laistigh de 5%. Réitíonn an déantúsaíocht ard-chruinneas seo an bealach do tháirgeadh saincheaptha aeróg. Ghlac foireann MIT, áfach, cur chuige difriúil, ag forbairt próiseas a chuimsigh gearradh léasair agus spraeáil seoltaí, mar aon le huirlisí deartha tiomnaithe. Is féidir le húsáideoirí antennas a shaincheapadh dá riachtanais shonracha, rud a laghdóidh an bac déantúsaíochta go suntasach.
In iarratais thionsclaíocha, tá buntáistí níos suntasaí fós ag baint le nuálaíocht an phróisis déantúsaíochta seo. Úsáideann stáisiúin bonn ZTE modúil diomailt teasa ilchodach meitea-ábhar, ag baint úsáide as dearadh struchtúr trí chiseal de scannán PI agus graphene chun teocht sliseanna a chobhsú ag 72 céim, ag laghdú maolú luas líonra ó 18% i réitigh thraidisiúnta go 3%. Laghdaigh múnla stáisiún bonn Huawei, tar éis glacadh le hábhair chomhchodacha bunaithe ar PI, a mheáchan ó 80kg go 56kg, ag ísliú costais iompair 25% agus ag méadú friotaíocht tionchair 40%. Léiríonn na cinn seo go bhfuil bonn réalaíoch ag baint le feidhmchlár mórscála aeróga meiteábhair.
V. Fís don Todhchaí: Antennas mar "Aonaid Chliste Idirghníomhacha"
Le héabhlóid 5G agus dul chun cinn taighde 6G, tá antennas metamaterial ag claochlú ó thrasghlacadóirí comhartha éighníomhacha go "feistí cliste" atá in ann oiriúnú go gníomhach dá dtimpeallacht. Tá taighdeoirí ag obair ar theicneolaíocht aeróige meite-ábhar tríthoiseach chun marthanacht agus solúbthacht an struchtúir a fheabhsú tuilleadh, rud a chuirfidh ar a chumas oiriúnú do chásanna úsáide níos casta.
Tá ath-chumraitheacht agus tuinniúlacht anois ina dtreoracha forbartha soiléire. Is féidir antennas deformable MIT a chomhtháthú cheana féin i míreanna laethúla: is féidir le cuirtíní cliste soilsiú a choigeartú trí antennas, is féidir le cluasáin modhanna cealaithe torainn a athrú, agus sa todhchaí, d'fhéadfadh sé fiú smaoineamh ar "fón a lúbadh chun comhartha a fheabhsú". Ag leibhéal an stáisiúin bonn, laghdaíonn scannáin PI fluairínithe tairiseach tréleictreach an ábhair go 2.8@100GHz, rud a réitigh an bealach do chumarsáid 6G terahertz.
Ó mhúnlaí struchtúracha sa tsaotharlann go dtí feidhmchláir phraiticiúla i leictreonaice tomhaltóra, tá antennas metamaterial, lena n-loighic nuálaíoch "cinnfidh an struchtúr ar fheidhmíocht," briste trí uasteorainn feidhmíochta na cumarsáide gan sreang. Nuair a chomhlíonann dearadh beachtas ard-déantúsaíocht, beidh na fadhbanna comhartha a bhí buailte linn ag scaipeadh de réir a chéile, agus tá domhan gan sreang níos tapúla agus níos cobhsaí ar an spéir.
!
