电磁超透膜:无线信号增强技术
2025-02-02 20:33
No.1335709631720464384
技术概要
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本技术涉及电磁调控技术领域,介绍了一种电磁超透膜,旨在增强无线信号。该超透膜由等边长金属网格单元与柔性透明PET薄膜基底构成,金属网格单元的设计有助于提升信号传输效率。
背景技术
随着5G通信技术的飞速发展,业务种类的多样化与行业边界的持续拓展,用户对无线网络的需求正经历着从室外向室内集中的显著转变。据业界预测,5G时代背景下,室内消费端移动通信业务的占比将大幅提升至85%以上,这标志着无线网络室内覆盖的重要性日益凸显。 然而,无线通信技术的不断演进,特别是电磁波工作频率的持续提升,给电磁信号的覆盖与穿透带来了前所未有的挑战。高频段通信技术在追求更高性能的同时,必须克服电磁信号在复杂环境中的传播难题,尤其是如何实现毫米波的穿墙透射与高效入户,成为当前亟待解决的关键技术问题。 为解决上述问题,具有亚波长周期性结构的超材料平面透射阵列应运而生。这种新型材料通过精确调控电磁波的传输路径,实现了无线信号向特定方向的重定向,从而有效改善了无线网络的覆盖范围,并显著提升了网络信号的强度。作为一种经济且实用的解决方案,超材料平面透射阵列在无线通信领域展现出了巨大的应用潜力,特别是在毫米波穿墙透射方面,提供了强有力的技术支持。 在设计平面透射阵列时,需满足以下关键要求:一是阵列单元的相位覆盖应尽可能宽,以确保信号的全方位传输;二是通带内的透射效率应尽量高,以减少信号损失;三是通带带宽应尽可能宽,以适应不同频率的信号传输需求;四是制备工艺应尽可能简单,以降低生产成本并提高生产效率。 然而,现有的具有波束调控功能的透射超表面在结构上仍存在诸多不足。为满足360度相位覆盖的要求,大多数透射超表面采用多层堆叠设计,层间甚至设置有要求严格的空气腔。这种设计不仅使得整体结构不够紧凑,而且对制造和装配精度提出了极高的要求,增加了调试难度。此外,大部分透射超表面选用PCB板材作为基底材料,不具备透光性,难以满足一些需要光学透明或视觉观察的应用场景。 尽管有少数研究者尝试利用光学透明度较高的薄膜和透明介质(如玻璃)作为材料核心,设计开发出一些光透明天线,但这些方法在实际应用中仍面临诸多挑战。例如,对现有玻璃的改造难度大、成本高,且所设计的天线往往具有一定厚度,难以实现与实际场景的共形部署。因此,开发一种既具有优异波束调控性能,又具备良好透光性和紧凑结构的透射超表面,成为当前无线通信领域亟待解决的技术难题。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
赵纪伟  郑斌  朱蓉蓉  鲁焕  金辉  陈红胜  王雪洁  李艳君
技术所属: 浙江大学  浙大城市学院
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