Інженери створили 3D-друковані панелі за 2 долари для подвоєння швидкості та покриття 60-ГГц мереж

Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго представили пасивну метаповерхневу систему FlowForm для усунення мертвих зон у високошвидкісних бездротових мережах. Настінні пластикові панелі вартістю 2 долари за штуку працюють без підключення до електрики та перенаправляють міліметрові радіохвилі в обхід стін, збільшуючи швидкість передачі даних до 94%, а зону покриття — до 114%.

Розробка покликана вирішити головну проблему міліметрового діапазону 60 ГГц — нездатність високочастотного сигналу огинати перешкоди та проходити крізь стіни й меблі.

Конструкція радіодзеркал і пасивне відбиття

За інформацією пресслужби UC San Diego, плитки розміром 20 × 20 см друкуються на стандартному 3D-принтері з пластикового філаменту, а їхній зворотний бік покривається струмопровідною фарбою. Лицьова частина містить матрицю з 6400 мікроструктур (80 × 80 елементів), розрахованих на заломлення хвиль під строго заданими кутами.

Усередині панелей немає чипів, приймачів-передавачів або проводів живлення. Система формує каскад відбиттів: сигнал від точки доступу передається по ланцюжку пасивних відбивачів за ріг коридору, після чого віялоподібно розсіюється в цільовій кімнаті до смартфонів або гарнітур.

Перевага над активними ретрансляторами та тести

Комплекс протестували на протоколах IEEE 802.11ad і 802.11ay. Точки доступу сприймають відбивачі як природний фізичний маршрут, тому адаптація мережевого обладнання чи клієнтських пристроїв не потрібна.

Порівняно з керованими поверхнями RIS (Reconfigurable Intelligent Surfaces) рішення показало високу економічну ефективність: набір із 16 пасивних плиток FlowForm обійшовся в 32 долари, тоді як комплекс активних ретрансляторів зі схожою площею покриття оцінюється щонайменше в 6000 доларів без урахування підведення живлення та монтажу.

Згідно з дослідженням, представленим у бібліотеці асоціації ACM, випробування пройшли в п’яти приміщеннях складної геометрії площею до 462 квадратних метрів з Т-подібними та зигзагоподібними коридорами. За одночасної роботи кількох пристроїв приріст швидкості становив до 43%.

Розробники оформили патентну заявку на технологію для комерціалізації в офісних центрах і дата-центрах майбутнього. Інженери наголошують, що панелі створені спеціально під стандарти WiGig, 5G і 6G міліметрового діапазону та не призначені для стандартних побутових роутерів діапазонів 2,4, 5 і 6 ГГц.