ننسى مناطق الإشارة الميتة: هذه اللوحات المطبوعة ثلاثية الأبعاد يمكن أن تشحن 6G

يمكن أن تساعد التكنولوجيا السلبية الجديدة الشبكات اللاسلكية المستقبلية في الوصول إلى الأماكن التي تكافح فيها الإشارات اليوم.

تعد المناطق الميتة واحدة من أكثر المشاكل المستمرة في الاتصالات اللاسلكية. سواء كان مكتبًا في الطابق السفلي، أو ممر مستودع، أو نفقًا، أو مكانًا داخليًا مزدحمًا، فغالبًا ما تواجه الإشارات صعوبة في الوصول إلى كل زاوية. ومن المتوقع أن يتزايد التحدي مع انتقال شبكات الجيل السادس المستقبلية إلى موجات راديو عالية التردد قادرة على حمل كميات هائلة من البيانات ولكنها أقل قدرة بكثير على المرور عبر الجدران والأثاث وحتى مجموعات من الأشخاص.

الباحثون في جامعة آلتو أعتقد أن الإجابة قد لا تكون المزيد من الهوائيات أو أجهزة إعادة الإرسال أو معدات الشبكات التي تعمل بالطاقة. وبدلاً من ذلك، قاموا بتطوير هياكل سلبية مطبوعة ثلاثية الأبعاد تسمى البلورات المعدنية، والتي يمكنها إعادة توجيه الإشارات اللاسلكية والتعامل معها باستخدام هندستها الهندسية بعناية.

على عكس البنية التحتية اللاسلكية التقليدية، لا تتطلب اللوحات أي إلكترونيات، ولا مصدر طاقة، ولا أنظمة تحكم نشطة. بمجرد تركيبها، تقوم بتشكيل موجات الراديو بشكل مستمر لتحسين التغطية في المناطق التي تكون فيها الإشارات ضعيفة أو محجوبة.

“عندما تكون الغرفة مظلمة للغاية، يمكنك إحضار المزيد من المصابيح – أو استخدام مرايا بسيطة لتوجيه الضوء المتاح بالفعل. وهذا ما تفعله هذه البلورات المعدنية، ولكن باستخدام موجات الراديو”، يوضح باحث الدكتوراه مهدي أصغري. “على عكس الأسطح الذكية ذات الطبقة الواحدة المقترحة سابقًا، يمكن تصميم هذه البلورات المعدنية الحجمية للتحكم في الإشارات الواردة المتعددة أو نطاقات التردد بشكل مستقل – وهو مطلب أساسي للاتصال اللاسلكي الواقعي.”

إعادة توجيه الإشارات بدون إلكترونيات

يمكن تركيب اللوحات على الجدران والأسقف والأثاث والأسطح الأخرى لتوجيه الإشارات حول الزوايا أو إلى المناطق ذات التغطية الضعيفة أو نحو مستخدمين وأجهزة محددة.

على عكس العديد من الأسطح الذكية الموجودة والتي تقتصر على وظيفة واحدة أو اتجاه الإشارة، يمكن لهذه اللوحات معالجة موجات واردة متعددة في وقت واحد. يمكن أن تعمل عبر نطاقات تردد مختلفة في نفس الوقت، وتعمل إما في وضع الانعكاس أو الإرسال، بل وتمتص الإشارات غير المرغوب فيها تمامًا.

تعتمد الأسطح الذكية التقليدية القابلة لإعادة التشكيل على العديد من المكونات القابلة للضبط وأنظمة التحكم المعقدة، مما يزيد من تحديات التكلفة والنشر. وبالمقارنة، يمكن إنتاج الألواح المعدنية من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث تقدر تكاليف المواد الاستهلاكية ببضع عشرات من اليورو فقط لكل لوحة. وتتيح عملية التصنيع أيضًا إمكانية تخصيص الألواح لمواقع محددة بدلاً من استخدام تصميم واحد يناسب الجميع.

يقول أصغري: “بالنسبة للصناعة، فإن حالات الاستخدام الأكثر جاذبية هي البيئات الثابتة أو المتغيرة ببطء مثل المصانع، وشبكات 5G/6G الداخلية، والمستودعات، والممرات الطويلة”. “في مثل هذه الأماكن، يمكن أن تكون اللوحة السلبية المصممة لتخطيط معروف أرخص وأبسط بكثير من السطح الذي يتم التحكم فيه بشكل فعال والذي يتطلب صيانة مستمرة.”

من مفهوم المختبر إلى تطبيقات العالم الحقيقي

وفقًا لصغري، يمكن الآن دمج الوظائف الكهرومغناطيسية المتقدمة في هيكل بلاستيكي منخفض التكلفة يمكن تثبيته ببساطة على الحائط. بمجرد تركيبها، يمكن للوحات تحسين التغطية اللاسلكية دون الحاجة إلى التشغيل أو الصيانة المستمرة، والاعتماد كليًا على تصميمها المادي لتوجيه الإشارات.

يستكشف فريق البحث الآن فرصًا لتسويق التكنولوجيا ويبحث عن شركاء صناعيين مهتمين بالأسطح التعريفية القابلة للبرمجة، والبنية التحتية اللاسلكية الذكية، وأنظمة التحكم في الإشارات السلبية ذات الأسعار المعقولة.

يقول أصغري: “نأمل أن نتمكن في المستقبل من رؤية هذه البيئات اللاسلكية الذكية والقابلة للتطوير موضع التنفيذ العملي في الأماكن الداخلية والمناطق الحضرية الخارجية”.

الهدف التالي للباحثين هو تجاوز التصاميم الثابتة وتطوير لوحات قابلة لإعادة التشكيل يمكنها التكيف مع تغير الظروف اللاسلكية. نظرًا لأن الأسطح الذكية الحالية القابلة لإعادة التشكيل غالبًا ما تكون باهظة الثمن ومعقدة بحيث لا يمكن اعتمادها صناعيًا على نطاق واسع، فإن الفريق يبحث في طرق تصنيع أبسط للألواح القابلة للضبط والتي تظل عملية وبأسعار معقولة.

المرجع: “Metacrystals: لوحات ذكية مطبوعة ثلاثية الأبعاد مصممة بشكل عكسي لاتصالات 6G” بقلم محمد م. أصغري، وبيتر ب. كاتريس، وشواي إس إيه يوان، وهايوين وانغ، وشانهوي فان، وفيكتار أسادشي، 8 يونيو 2026، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-026-73019-x

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.