突破性的 6G 天线可能带来高速通信和全息图

科学家们制造出了世界上第一个 6G 天线，当安装到设备中时，可以高速传输数据。

科学家声称，新型可编程天线可以为新一代 6G 设备、智能城市型应用和 3D 全息图铺平道路。

研究人员创建了一种动态超表面天线（DMA），可以由数字编码微型处理器控制，从技术上讲，该处理器是高速现场可编程门阵列（FPGA）——一种集成到芯片上的可重构电路。 

该原型大约有火柴盒大小，是世界上第一个在 60 GHz 毫米波 (mmWave) 频段（专门用于工业、科学和医疗应用）中使用 6G 信号的原型。一项新研究详细介绍了这些发现，该研究将于不久的将来发表在IEEE Open Journal of Antennas and Propagation杂志上。

当今最先进的移动通信标准是5G。该网络于 2018 年首次建立，并于 2019 年广泛普及。如今，几乎每部新智能手机都可以连接到美国和全球的 5G 网络。 

6G——可能比 5G 快千倍——是下一个，其技术规范以及使该网络成为现实所需的基础设施和组件仍在确定中。据贸易机构 GSMA 称，6G 的最终规范预计将于 2028 年制定，商业推广可能会在 2030 年代初进行。 

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“我们的高频智能和高度自适应天线设计可能成为下一代毫米波可重构天线的技术基石之一，”该研究的主要作者、马苏德·乌尔·雷曼 (Masood Ur Rehman) 高级讲师说道。苏格兰格拉斯哥大学的自治系统和连接在一份声明中。

原型天线的主要功能之一是波束成形。这可以将 6G 信号的方向精确地聚焦到目标设备，从而提高可靠性和速度，同时降低功耗需求。这个过程发生在纳秒内。在这里，研究人员使用了设计用于在 60.5 GHz 左右谐振的“超材料”元件，无需复杂的电路即可进行微调。 

Ur Rehman 表示：“DMA 的可编程光束控制和光束整形有助于细粒度毫米波全息成像以及下一代近场通信、光束聚焦和无线电力传输。”

在研究中，研究人员表示，该设备可能会对通信、传感和成像产生重大影响。

6G 的主要挑战之一是很难在建筑物内获取信号。这种新型天线可以支持大规模 60GHz 室内物联网 (IoT) 网络，该网络具有高传输速率和海量数据吞吐量。”科学家在报告中表示。在测试中，与全向天线相比，该原型机的能耗降低了 88%，数据冲突降低了 24%。

通过 6G 进行传感也带来了有趣的可能性。它利用无线电波的特性来实时检测物体，潜在的应用包括跟踪医院中的患者或确定自动驾驶汽车的路径。科学家们表示，利用这些捕获的数据还可能创建 3D 全息模型，显示当地人员和物体的移动情况。

Ur-Rehman 表示，他的团队才刚刚开始，并计划改进设计，使天线提供更大的灵活性和更通用的性能。最终，Ur Rehman 将其视为支持 6G 的物联网和智慧城市环境的关键组件。