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首次!英國研發無線通信新型超材料天線,有望加速實作6G【附通信技術賽道價值觀察】

作者:長江雲

瞻觀前沿

英國科學家研制出一款創新性無線通信天線。

這款數字編碼動态超表面陣列(DMA)原型結合了超材料的獨特特性與複雜的信号處理能力,可為資料傳輸提供新性能峰值,有望助力未來6G通信網絡的實作。

相關研究論文發表于新一期《IEEE天線與傳播開放雜志》。

研究人員指出,這款天線是全球首個在60吉赫茲(GHz)毫米波波段下設計和示範的DMA。60GHz是國際法預留的用于工業、科學和醫療應用的頻譜。

這款DMA使用了專門設計且完全可調諧的超材料元件。這些元件可通過軟體操縱電磁波,創造出能進行高頻可重構操作的進階漏波天線。火柴盒大小的DMA原型使用高速互連,通過FPGA程式設計同時并行控制單個超材料元件。該DMA也可塑造通信波束形狀,并一次建立多個波束,在納秒内切換以確定網絡覆寫保持穩定。

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圖源:攝圖網

技術價值觀察

最新研究有望為未來6G網絡提供可靠的超快資料傳輸,確定高品質資料服務和無縫連接配接,在通信、傳感和成像領域大顯身手。這款DMA可直接監測患者生命體征并跟蹤他們的行動;提升內建傳感和通信裝置性能;為自動駕駛汽車和無人機安全飛行“保駕護航”。資料傳輸速度的提高甚至有助于建立全息成像,使人和物體的3D模型能實時投影到世界任何地方。

研究團隊表示,最新高頻智能和高度自适應天線可能是下一代毫米波可重構天線的技術基石之一。

該研究位于産業鍊上遊環節。目前,大陸通信産業的上遊行業主要為電子元器件制造業(如內建晶片、電阻、電容、晶振、LCD屏、印刷電路闆)、塑膠與五金結構件制造業(如塑膠、鋁合金、五金插接件、機櫃及其它結構件)和通信裝置部件制造業(如收發器、交換機、天線、分路器、合路器等)。中遊為産業鍊的主要環節,分為通信裝置制造業、電信營運服務以及通信行業三個細分市場。下遊行業主要為政府與公共安全、公用事業以及工商業等行業,這些下遊市場的需求變化和産業政策直接影響産業的經營效益和持續發展。同時,通信産業也能更大程度地促進下遊行業的快速發展,提高下遊行業的生産效率,具體産業鍊布局如下圖:

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宏觀市場環境

技術焦點:十大熱門

全球通信産業前十大熱門技術詞包括計算機、顯示器、緻動器、消費者、讀取器、資料處理、錄影機、用戶端、安全系統、移動通信系統。進一步細分來看,通信産業技術熱門詞包括伺服器、資料庫、傳感器、存儲器、控制器、便攜式等。具體情況如下:

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注:旭日圖内層關鍵詞是從最近5000條專利中提取。外層的關鍵詞是内層關鍵詞的進一步分解。

技術來源國分布:中國占比最高

截至2021年末,大陸是全球通信産業第一大技術來源國,通信産業專利申請量占全球通信産業專利總申請量的36.62%;其次是美國,美國通信産業專利申請量占全球通信産業專利總申請量的29.26%;日本和南韓雖然排名第三和第四,但是與排名第一的美國專利申請量差距較大,占比分别為15.78%和6.61%。

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統計說明:①按每件申請顯示一個公開文本的去重規則進行統計,并選擇公開日最新的文本計算。②按照專利優先權國家進行統計,若無優先權,則按照受理局國家計算。如果有多個優先權國家,則按照最早優先權國家計算。

“十四五”通信産業發展趨勢:基礎設施建設能力顯著提高,向國際一流水準邁進

整體來看,未來大陸通信行業将顯著提高基礎設施建設、資料與算力設施服務以及網絡資料安全治理等方面的能力,并向國際一流水準邁進。

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中國通信技術賽道熱力圖

根據前瞻産業熱力圖顯示,與通信關鍵技術強關聯的城市叢集主要集中在大灣區、西南地區等地,并且以廣東省為重點發展區域,未來布局通信技術及其他相關技術的發展路徑,極大可能性在于大灣區地區優先導入,其中可重點關注廣州市天河區、深圳市福田區、海口市龍華區、昆明市盤龍區、成都市錦江區等地的通信相關企業,以及該地方對于通信産業發展投資環境、供給市場的潛力空間。

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