Tấm in 3D mở hướng tăng phủ sóng mạng 6G

Các tấm in 3D thụ động có thể điều hướng sóng vô tuyến, mở hướng cải thiện vùng phủ tín hiệu trong nhà, nhà máy và mạng 6G tương lai.

Giới chuyên gia lo ngại một điều về sự phát triển của AI Công nghệ mới mở rộng liên lạc cho tàu vũ trụ của NASA Trung Quốc mạnh tay siết chặt quỹ đầu tư công nghệ chiến lược vì một nguyên nhân

P11.25+26: Tấm in 3D mở hướng tăng phủ sóng mạng 6G

Tấm siêu tinh thể in 3D thụ động giúp dẫn sóng radio đi vòng qua vật cản, cải thiện vùng phủ sóng mạng 6G mà không cần thêm trạm phát hay thiết bị điện tử dùng nguồn. (Nguồn: Đại học Aalto)

Mới đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Aalto, Phần Lan, đã phát triển các tấm vật liệu được chế tạo bằng công nghệ in 3D, bên trong có cấu trúc đặc biệt giúp điều hướng sóng vô tuyến, đưa tín hiệu đi vòng qua vật cản và tới những khu vực khó bắt sóng. Công nghệ này mở ra hướng tiếp cận mới nhằm cải thiện vùng phủ tín hiệu trong nhà, nhà máy, kho hàng và các mạng 6G tương lai.

Trong thông tin liên lạc không dây, “vùng lõm sóng” lâu nay vẫn là một bài toán khó. Tín hiệu có thể suy yếu trong tầng hầm, đường hầm, hành lang dài, nhà kho hoặc những không gian đông người. Thách thức này được dự báo sẽ lớn hơn khi mạng 6G sử dụng sóng vô tuyến tần số cao để truyền lượng dữ liệu rất lớn, nhưng loại sóng này lại khó xuyên qua tường, đồ nội thất và các vật cản trong môi trường thực tế.

Thay vì bổ sung thêm trạm phát, ăng-ten, bộ lặp tín hiệu hoặc các thiết bị mạng dùng điện, nhóm nghiên cứu Đại học Aalto đề xuất một giải pháp thụ động hơn: Sử dụng các cấu trúc in 3D gọi là metacrystal. Đây là những tấm vật liệu được thiết kế hình học đặc biệt, có thể chuyển hướng và kiểm soát sóng vô tuyến mà không cần linh kiện điện tử, nguồn điện hay hệ thống điều khiển chủ động.

Có thể hình dung công nghệ này giống như việc dùng gương để dẫn ánh sáng trong một căn phòng tối. Nếu tín hiệu không thể đi thẳng đến một khu vực do bị vật cản che khuất, tấm metacrystal có thể giúp dẫn sóng đi vòng qua vật cản, hướng vào nơi tín hiệu yếu hoặc tập trung về phía người dùng và thiết bị.

Các tấm in 3D này có thể được lắp trên tường, trần nhà, đồ nội thất hoặc các bề mặt khác. Không chỉ phản xạ tín hiệu theo một hướng cố định, chúng có thể xử lý đồng thời nhiều sóng tới, hoạt động trên các dải tần khác nhau, vận hành ở cả chế độ phản xạ hoặc truyền qua, đồng thời có khả năng hấp thụ những tín hiệu không mong muốn.

Điểm đáng chú ý là công nghệ này không đòi hỏi vận hành hay bảo trì liên tục sau khi lắp đặt. Toàn bộ chức năng điều hướng sóng phụ thuộc vào cấu trúc vật lý đã được thiết kế sẵn bên trong tấm in 3D. Theo nhóm nghiên cứu, chi phí vật liệu tiêu hao để sản xuất mỗi tấm chỉ ở mức vài chục Euro, thấp hơn đáng kể so với các bề mặt thông minh có thể tái cấu hình nhưng cần nhiều bộ phận điều chỉnh và hệ thống điều khiển phức tạp.

Nhóm nghiên cứu hiện tìm kiếm cơ hội thương mại hóa công nghệ, đồng thời hướng tới phát triển các phiên bản có thể tái cấu hình để thích ứng khi điều kiện truyền dẫn thay đổi. Nếu được đưa vào ứng dụng, metacrystal có thể trở thành một phần của hạ tầng không dây thông minh, giúp các mạng thế hệ mới không chỉ nhanh hơn mà còn phủ sóng ổn định hơn trong đời sống thực tế.