Em 15 de junho, a equipe de pesquisa de comunicações do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Primeira Academia da China Aerospace Science and Technology Corporation, em colaboração com a Shanghai Aerospace Electronics Co., Ltd., alcançou um avanço crucial em tecnologias-chave de controle eletromagnético de superfície meta, concluindo com sucesso o desenvolvimento de uma amostra funcional para a tecnologia central de controle eletromagnético de superfície meta. Esta conquista é voltada para áreas como comunicações 6G, interconexão de satélites de órbita baixa, comunicações comerciais por satélite, estações base de ondas milimétricas, retransmissão de comunicações e detecção inteligente, marcando uma validação fundamental entre os dispositivos centrais de controle eletromagnético de superfície meta e suas aplicações de engenharia na China.
O núcleo da tecnologia de controle eletromagnético de superfície meta reside na regulação das características de propagação de ondas eletromagnéticas, como direção, fase, amplitude e polarização, por meio de unidades microestruturadas bidimensionais projetadas artificialmente. A cobertura de comunicação tradicional depende de muitos equipamentos frontais, conjuntos de antenas e empilhamento complexo de hardware, resultando em alto volume do sistema, custos de implantação e dificuldades de manutenção. A tecnologia de superfície meta tenta usar unidades de regulação eletromagnética mais leves e controláveis para alterar o ambiente de propagação espacial, permitindo que os sinais de comunicação sejam direcionados para reforço, reflexão, foco ou preenchimento de lacunas conforme necessário. Para sistemas de comunicação de ondas milimétricas, interconexão de satélites de órbita baixa e comunicações de alta frequência, essa capacidade pode mitigar problemas como curta distância de cobertura de sinais de alta frequência, fraca capacidade de difração e muitas zonas cegas.
O valor científico e tecnológico do desenvolvimento desta amostra funcional concentra-se na melhoria simultânea de desempenho e redução de custos. Informações públicas mostram que, sob o mesmo efeito de cobertura de comunicação, a nova tecnologia pode reduzir significativamente o número de equipamentos de comunicação frontais implantados, melhorar o desempenho de cobertura da área de comunicação em mais de 40% e reduzir o custo de investimento em equipamentos por cenário em 500.000 yuans. Isso significa que o controle eletromagnético de superfície meta não é apenas uma validação de material ou estrutura em laboratório, mas já está começando a calcular a capacidade de cobertura, investimento em equipamentos e benefícios de implantação de engenharia para cenários de comunicação específicos. Para operadoras de comunicação, redes de satélite de internet e redes de comunicação dedicadas, o desempenho de cobertura e o custo do equipamento geralmente se restringem mutuamente, e esta validação de amostra oferece um novo caminho tecnológico.
Mais importante ainda, a equipe de pesquisa, por meio de inovação tecnológica fundamental, substituiu a arquitetura tradicional de empilhamento complexo de hardware por um sistema tecnológico mais simples, reduzindo o custo de produção em massa de terminais de comunicação por satélite de alto nível e terminais de comunicação de ondas milimétricas de dezenas de milhares de yuans para milhares de yuans. Terminais de comunicação de alto nível há muito são limitados pela complexidade dos componentes, alta dificuldade de integração do sistema e altos custos de fabricação em pequenos lotes, dificultando sua rápida entrada em mercados comerciais de maior escala. Se a tecnologia de controle eletromagnético de superfície meta puder continuar a completar a validação de adaptação ambiental, confiabilidade, fabricação em lote e modelagem no futuro, ajudará a reduzir o limiar de popularização de terminais de comunicação por satélite, equipamentos de comunicação de ondas milimétricas e sistemas de retransmissão, tornando mais fácil para equipamentos relacionados entrarem em cenários como transporte, energia, emergência, oceano, economia de baixa altitude e conexão de áreas remotas.
Do ponto de vista do 6G e da interconexão de satélites de órbita baixa, a tecnologia de controle eletromagnético de superfície meta é uma capacidade fundamental voltada para formas de rede futuras. As redes de comunicação futuras não dependerão apenas de estações base terrestres, mas também integrarão satélites, plataformas de baixa altitude, retransmissores terrestres, terminais inteligentes e nós de borda. A comunicação em bandas de alta frequência impõe requisitos mais elevados para controle de feixe, compensação de cobertura, reconfiguração espacial e terminais de baixo custo. A conclusão do desenvolvimento desta amostra funcional fornece uma base para a transição da validação de amostra para integração de sistemas, testes de cenário e aplicação industrial, e também dá à China um novo ponto de apoio tecnológico em materiais-chave de nova geração para comunicação, estruturas centrais e capacidades de engenharia de controle eletromagnético.
No futuro, ainda é necessário focar na validação contínua desta tecnologia em ambientes complexos. Após a entrada de dispositivos de superfície meta em sistemas de comunicação reais, eles precisarão enfrentar problemas como temperatura, umidade, vibração, compatibilidade eletromagnética, estabilidade de longo prazo, consistência em lote e coordenação com equipamentos de rede existentes. O sucesso no desenvolvimento da amostra funcional é um marco importante para a implementação em engenharia, mas ainda são necessários mais testes e adaptação de aplicação para passar da amostra para a implantação em escala. Se as equipes relevantes puderem formar soluções estáveis em cenários de comunicação comercial por satélite, estações base de ondas milimétricas 5G/6G e retransmissão de comunicação, a tecnologia de controle eletromagnético de superfície meta fornecerá um suporte fundamental de menor custo e maior eficiência de cobertura para os equipamentos de comunicação de nova geração da China.