За даними нових досліджень, спеціальна структура може зробити мікрохвильові сигнали WiFi більш проникаючими крізь стіни завдяки виключенню відбиття. Це працює подібно до антивідблиску на склі окулярів, що також матиме наслідки для майбутньої технології мобільного зв’язку шостого покоління – 6G.

Дратівливі відображення порушують передачу електромагнітних хвиль, у тому числі – у спектрі видимих ​​світлових променів та невидимих ​​хвиль мобільного зв’язку. У новій статті, що вийшла на сторінках видання Nature, йдеться про метод усунення відображення хвиль, запропонований вченими Віденського технологічного університету Ренна в Австрії.

«Це дуже сильно нагадує покриття антивідблиску 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. Відображення зменшується».

У випадку з окулярами все виглядає дуже просто, але все набагато складніше, коли ми маємо справу з невпорядкованим середовищем – такою, наприклад, як стіна будівлі, де хвилі неодноразово розсіюються та відхиляються, доки не знайдуть вихід із цього ефективного лабіринту.

Таким лабіринтом є туман, каламутне скло або шматочок цукру, що відбиває світло. Залізобетонна стіна є бар’єром, через який проникають радіохвилі.

Зустрівшись з такою перешкодою, радіохвилі розсіюються або абсорбуються стіною, що пропускає всередину лише частину хвиль. Після додавання на поверхню стіни спеціально виготовленого шару антивідблиску, весь сигнал WiFi може проходити через стіну без відображення.

Журналісти видання Newsweek зазначають, що раніше дослідники не уявляли, чи це можливо в теорії, проте зараз вони продемонстрували конкретний метод розрахунків, а також успішно перевірили його в ході експериментів.

Шляхом відсилання мікрохвиль через складний, невпорядкований лабіринт перешкод була розрахована структура антивідблиску. Коли її розмістили в ході експерименту, перед перешкодою ефект відображення практично повністю зник. Жодна з радіохвиль не повернулася туди, звідки вона вийшла.

Використання додаткового шару на бар’єрі – навіть у випадку зі складним розсіюванням хвиль – дозволяє запобігти будь-якому відображенню, якщо розуміти, яким способом відображають хвилі елементи бар’єру.

«Спочатку ви просто відправите хвилі певного типу через середовище і точно виміряєте, яким чином ці хвилі відображаються матеріалом, – каже співавтор публікації Майкл Городинський. – Ми змогли довести, що за допомогою цієї інформації можна розрахувати відповідне компенсуюче середовище для будь-якого блокуючого середовища, що розсіює хвилі складним чином, так щоб комбінація обох середовищ дозволила хвилі повністю пройти через неї. Ключ до цього полягає у використанні математичного методу, який можна використовувати для розрахунку точної форми цього покриття антивідблиску».

При перевірці на практиці цього методу шляхом проведення відповідного експерименту мікрохвилі вперше були спрямовані через металевий хвилевід, у якому ці хвилі розсіювалися десятками маленьких металевих та тефлонових об’єктів, розміщених у абсолютно довільному порядку. Близько половини мікрохвильового випромінювання потрапили на інший бік, а решта позначилася.

Після того, як точно було виміряно поведінку структури, що розсіює, за словами вчених, стало можливим використання нового методу для розрахунку ідеальної кількості додаткових точок розсіювання, які повинні утворити досконалий антивідблисковий шар. По суті, розсіювання хвиль можна компенсувати додатковим розрахованим розсіюванням.

Якщо хвилі прямують через антивідблиску область з математично оптимізованими додатковими точками розсіювання, а потім звідти хвилі проходять через область з випадково розташованими елементами бар’єру, що розсіюють, то 100 відсотків з них врешті-решт проходять через неї.

Наслідки цього відкриття може бути досить широкими. Автори дослідження з’ясували, що можна виділити спеціальний алгоритм для розрахунку необхідного розсіювання, що компенсує, що відкриє нові можливості не тільки для WiFi, але і для систем отримання зображення, таких як мікроскопи.

Ще однією сферою, в якій це відкриття може бути корисним, є 6G – технологія мобільного зв’язку нового покоління, яка 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 найменшим відображенням.

Джерело: Mediasat