Программируемые метаповерхности (ПМП), которые также иногда называют реконфигурируемыми интеллектуальными поверхностями, — это «умные» поверхности, которые отражают беспроводные сигналы, но также могут динамически управлять электромагнитными волнами в режиме реального времени. Эти поверхности очень полезны для разработки многих передовых технологий, в том числе усовершенствованных систем датчиков и беспроводной связи.
Исследователи из Юго-Восточного университета, Университета Саннио и Парижского университета Сакле-CNRS показали, что метаповерхность с пространственно-временным кодированием может одновременно поддерживать как сенсорные функции, так и беспроводную связь.
Ключевой целью их исследования было внести вклад в развитие сетевых инфраструктур, упростив их базовую структуру, снизив затраты и в конечном итоге позволив им удовлетворять более высокие требования, связанные с технологией 6G.
В отличие от обычного зеркала, которое пассивно отражает свет, эта поверхность активно управляет отражаемыми сигналами. Каждый элемент содержит диоды, которые можно включать и выключать, динамически формируя распространение электромагнитных волн.
Примечательно, что метаповерхность, разработанная учеными, поддерживает как исходную частоту сигнала, с которым она взаимодействует, так и дополнительные гармонические частоты, которыми можно управлять с высокой точностью.
В то время как исходная частота может использоваться для обеспечения высококачественной связи, управляемые гармоники поддерживают мониторинг окружающей среды в реальном времени и обнаружение интересующих сигналов с помощью алгоритма машинного обучения.
«Эта двойная функция позволяет одному устройству поддерживать стабильное подключение и одновременно отслеживать окружающую обстановку — движение, обнаружение объектов и адаптацию к изменениям в режиме реального времени», — сказал Цуй.
Чтобы оценить эффективность предложенной ими системы датчиков и связи, исследователи создали прототип метаповерхности, работающей на микроволновых частотах, в частности на частоте 10,3 ГГц. В ходе первоначальных испытаний было установлено, что эта программируемая поверхность эффективно решает задачи связи и датчиков.