3D打印“元晶体”实现6G信号智能绕障传输

地下室、隧道及大型建筑内部等区域，常因无线信号受阻而形成通信盲区。近日，芬兰阿尔托大学科研团队研发出一种名为“元晶体”的新型智能面板，该面板可通过3D打印技术制造，无需电源及电子元件，便能像镜面反射光线那样，引导无线电波绕过障碍物传播，为未来6G网络低成本扩大覆盖范围提供了全新思路。相关研究成果已刊登于最新一期《自然·通讯》期刊。

利用3D打印技术制造的元晶体面板，能够引导无线电波绕过障碍物并精准导向用户，以低成本方式优化室内外信号覆盖，且无需增设基站、线路或供电设备。图片来源：芬兰阿尔托大学

随着6G通信向更高频段演进，网络带宽将大幅跃升，但高频信号极易被墙壁、人体等障碍物阻挡。目前解决信号覆盖难题多依赖增加路由器、中继器及基站等设备，这不仅推高了建设与维护成本，也加剧了能源消耗。

此次，科研团队推出的元晶体是一款通过3D打印制成的无源智能面板。论文首作者马赫迪·阿斯加里将其比喻为无线电波的“镜子”。他解释道，当室内光线昏暗时，人们既可选择增设灯具，也可利用镜子将现有光线反射至需照明处。元晶体的功能与此相似，它并不生成新信号，而是将既有信号重新定向，输送至此前难以覆盖的区域。

此类面板可安装于墙壁、天花板或家具表面，将信号引导至建筑转角、遮挡区域，甚至定向传输给特定用户或设备，从而显著提升无线网络覆盖质量。

不同于许多现有智能表面仅能针对单一方向执行单一任务，元晶体采用三维结构设计，能同时处理多路入射信号，并支持多频段工作。除反射和传输信号外，它还能吸收冗余信号，进而降低无线干扰。

研究团队指出，传统可重构智能表面往往需大量可调单元及复杂控制电路，成本高昂且难以大规模部署。而元晶体面板可直接3D打印制造，单块材料成本预计仅几十欧元，且能依据具体场景定制设计。该技术尤其适用于工厂、仓库、室内5G/6G网络及长走廊等布局相对固定的环境。在这些场所，无源面板有望以更低成本实现无线信号优化。

目前，研究团队正推进该技术商业化，并探索能根据环境变化自动调整性能的新一代可重构元晶体面板，期望未来将此类智能无线设备应用于室内空间及城市户外场景。（记者张佳欣）