Инженеры создали 3D-печатные панели за 2 доллара для удвоения скорости и покрытия 60-ГГц сетей

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего представили пассивную метаповерхностную систему FlowForm для устранения мёртвых зон в высокоскоростных беспроводных сетях. Настенные пластиковые панели стоимостью 2 доллара за штуку работают без подключения к электричеству и перенаправляют миллиметровые радиоволны в обход стен, увеличивая скорость передачи данных до 94%, а зону покрытия — до 114%.

Разработка призвана решить главную проблему миллиметрового диапазона 60 ГГц — неспособность высокочастотного сигнала огибать препятствия и проходить сквозь стены и мебель.

Конструкция радиозеркал и пассивное отражение

По информации пресс-службы UC San Diego, плитки размером 20 × 20 см печатаются на стандартном 3D-принтере из пластикового филамента, а их обратная сторона покрывается токопроводящей краской. Лицевая часть содержит матрицу из 6400 микроструктур (80 × 80 элементов), рассчитанных на преломление волн под строго заданными углами.

Внутри панелей нет чипов, приёмопередатчиков или проводов питания. Система формирует каскад отражений: сигнал от точки доступа передаётся по цепочке пассивных отражателей за угол коридора, после чего веерообразно рассеивается в целевой комнате к смартфонам или гарнитурам.

Преимущество над активными ретрансляторами и тесты

Комплекс протестировали на протоколах IEEE 802.11ad и 802.11ay. Точки доступа воспринимают отражатели как естественный физический маршрут, поэтому адаптация сетевого оборудования или клиентских устройств не требуется.

В сравнении с управляемыми поверхностями RIS (Reconfigurable Intelligent Surfaces) решение показало высокую экономическую эффективность: набор из 16 пассивных плиток FlowForm обошёлся в 32 доллара, тогда как комплекс активных ретрансляторов со схожей площадью покрытия оценивается минимум в 6000 долларов без учёта подводки питания и монтажа.

Согласно исследованию, представленному в библиотеке ассоциации ACM, испытания прошли в пяти помещениях сложной геометрии площадью до 462 квадратных метров с Т-образными и зигзагообразными коридорами. При одновременной работе нескольких устройств прирост скорости составил до 43%.

Разработчики оформили патентную заявку на технологию для коммерциализации в офисных центрах и дата-центрах будущего. Инженеры подчёркивают, что панели созданы специально под стандарты WiGig, 5G и 6G миллиметрового диапазона и не предназначены для стандартных бытовых роутеров диапазонов 2,4, 5 и 6 ГГц.