Згідно із даними нових досліджень, спеціальна структура може зробити микрохвильові сигнали WiFi більш проникаючими крізь стіни без віддзеркалення. Це працює подібно до антиблікового покриття на скельцях окулярів, що також матиме наслідки для майбутньої технології мобільного зв’язку шостого покоління – 6G.
Дратівливі віддзеркалення порушують передачу електромагнітних хвиль, у тому числі – у спектрі видимих світлових променів та невидимих хвиль мобільного зв’язку, і в новій статті, яка вийшла на шпальтах видання Nature, йдеться про метод усунення віддзеркалення хвиль, запропонований вченими Віденського технологічного університету та Університету Ренна в Австрії.
«Це дуже сильно нагадує антиблікове покриття на окулярах, – каже професор Стефан Роттер з Віденського технологічного університету. – Ви додаєте додатковий шар на лінзу, і він потім змушує світлові хвилі досягати ока краще, ніж раніше. Віддзеркалення зменшується».
У випадку з окулярами все виглядає дуже просто, але все значно складніше, коли ми маємо справу з невпорядкованим середовищем – таким, наприклад, як стіна будівлі, де хвилі неодноразово розсіюються та відхиляються, поки не знайдуть вихід із цього ефективного лабіринту.
Таким лабіринтом є туман, каламутне скло або шматочок цукру, що відбиває світло. Залізобетонна стіна являє собою бар’єр, через який проникають радіохвилі.
Зустрівшись із такою перешкодою, радіохвилі розсіюються, або абсорбуються стіною, яка пропускає всередину лише частину хвиль. Після додавання до поверхні стіни спеціально виготовленого антиблікового шару весь сигнал WiFi може проходити через стіну без віддзеркалення.
Підписуйтесь на Mediasat в Telegram: тут найцікавіші новини зі світу технологій
Журналісти видання Newsweek відзначають, що раніше дослідники не уявляли, чи це можливо у теорії, однак нині вони продемонстрували конкретний метод розрахунків, а також успішно перевірили його у ході експериментів.
Шляхом відсилання мікрохвиль через складний, невпорядкований лабіринт перешкод було розраховано антиблікову структуру. Коли її розмістили у ході експерименту перед перешкодою ефект віддзеркалення практично повністю зник. Жодна з радіохвиль не повернулася туди, звідки вона вийшла.
Використання додаткового шару на бар’єрі – навіть у випадку із складним розсіюванням хвиль – дозволяє запобігти будь-якому віддзеркаленню, якщо розуміти спосіб, яким віддзеркалюють хвилі елементи бар’єру.
«Спочатку ви маєте просто надіслати хвилі певного типу через середовище і точно виміряти, яким чином ці хвилі відбиваються матеріалом, – каже співавтор публікації Майкл Городинський. – Ми змогли довести, що за допомогою цієї інформації можна розрахувати відповідне компенсуюче середовище для будь-якого блокуючого середовища, яке розсіює хвилі складним чином, так щоб комбінація обох середовищ дозволила хвилі повністю пройти через нього. Ключ до цього полягає у використанні математичного методу, який можна застосовувати для розрахунку точної форми цього антиблікового покриття».
Під час перевірки на практиці цього методу шляхом проведення відповідного експерименту мікрохвилі вперше були направлені через металевий хвилевід, у якому ці хвилі розсіювалися десятками маленьких металевих і тефлонових об’єктів, розміщених у абсолютно довільному порядку. Близько половини мікрохвильового випромінювання потрапило на іншу сторону, а решта віддзеркалилася.
Після того, як було точно виміряно поведінку розсіювальної структури, за словами вчених, стало можливим використання нового методу для розрахунку ідеальної кількості додаткових точок розсіювання, які мають утворити досконалий антибліковий шар. По суті, розсіювання хвиль можна компенсувати додатковим розрахованим розсіюванням.
В разі, коли хвилі направляються через антиблікову область з математично оптимізованими додатковими точками розсіювання, а потім звідти хвилі проходять через область із випадково розташованими розсіювальними елементами бар’єру, то 100 відсотків з них врешті-решт проходять через неї.
Наслідки цього відкриття можуть бути досить широкими. Автори дослідження з’ясували, що можна виділити спеціальний алгоритм для розрахунку необхідного компенсуючого розсіювання, що відкриє нові можливості не лише для WiFi, але й для систем отримання зображення – таких, як мікроскопи.
Ще однією сферою, в якій це відкриття може стати корисним, є 6G – технологія мобільного зв’язку нового покоління, що має замінити 5G. У випадку з 6G інтенсивність сигналів мобільного зв’язку може бути зменшена, якщо надсилати їх від передавача до приймача відповідними шляхами з якомога меншим віддзеркаленням.
