無(wú)線信號(hào)經(jīng)常“掉鏈子”怎么辦？南航團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研究，讓信號(hào)繞著“走”
來(lái)源： 紫牛新聞
2026-05-18 20:45:00
周末自駕出游，副駕刷著4K在線綜藝，后排孩子連麥打游戲，前排同事開著視頻會(huì)議……看似熱鬧的車內(nèi)場(chǎng)景，卻常因信號(hào)“掉鏈子”掃興——金屬車身、座椅頭枕、乘客身體像一道道“隱形墻”，把無(wú)線信號(hào)擋得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，卡頓、斷連成了高頻煩惱。
如今，這一痛點(diǎn)迎來(lái)了創(chuàng)新方案。南京航空航天大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“南航”）電子信息工程學(xué)院羅宇教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合東南大學(xué)崔鐵軍院士、張婧婧教授團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出新型透明智能電磁材料，可有效破解車載環(huán)境下無(wú)線信號(hào)受阻、易中斷的行業(yè)難題，相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威綜合性學(xué)術(shù)期刊《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review，影響因子 17.1）。
巧造“三明治”結(jié)構(gòu)，車窗變身信號(hào)“導(dǎo)航員”
提到汽車擋風(fēng)玻璃，人們印象里只有“透明、堅(jiān)固、保障視野”的基礎(chǔ)功能，卻從未想過(guò)它能承擔(dān)可曲面貼合的智能信號(hào)調(diào)控重任。羅宇教授團(tuán)隊(duì)的核心創(chuàng)新，正是打破這一固有思維，將車內(nèi)面積最大的透明部件，打造成低成本、高性能的信號(hào)“智能調(diào)控平臺(tái)”。
“傳統(tǒng)車內(nèi)通信解決方案要么成本太高，要么影響視野，很難兼顧性能與實(shí)用?！绷_宇教授介紹，團(tuán)隊(duì)最初面臨的核心難題，是如何在保證玻璃70%以上可見光透過(guò)率的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的高效信號(hào)調(diào)控。若直接采用常見的透明導(dǎo)電薄膜，雖能讓光線透過(guò)，卻會(huì)大量損耗信號(hào)，影響使用效果。
為此，團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，以成本更低的柔性材料為基底，通過(guò)精細(xì)工藝，刻出細(xì)如發(fā)絲（線寬僅0.1毫米）的銅線陣列。團(tuán)隊(duì)將三層金屬層與中間層巧妙疊加，打造出類“三明治”的核心單元，既能高效完成信號(hào)調(diào)控，又能保證73.5%的透光率，完全符合汽車擋風(fēng)玻璃國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，不影響駕駛員視野與行車安全。
更巧妙的是，通過(guò)旋轉(zhuǎn)單元中特定金屬層的角度，就能連續(xù)調(diào)控信號(hào)強(qiáng)弱、改變傳播方向，大幅簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，為后續(xù)復(fù)雜信號(hào)傳輸?shù)於ɑA(chǔ)。
“我們將無(wú)形的電磁波視作可靈活操控的流體，依托可曲面貼合的精細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)信號(hào)按需傳播，避免其被車身遮擋、無(wú)序反射。”羅宇教授補(bǔ)充道。這一創(chuàng)新，讓車窗從單純的“透光部件”變身為信號(hào)“導(dǎo)航員”，為破解車內(nèi)通信困境開辟了全新路徑。
智能波束調(diào)控，讓信號(hào)“繞障”且“自愈”
這項(xiàng)研究的關(guān)鍵突破，是將“不易發(fā)散、可靈活穿行”的波束思路融入智能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，打破了傳統(tǒng)信號(hào)“走直線、遇阻即?！钡木窒蕖?/p>
普通電磁波類似手電筒光，一旦散開就會(huì)變?nèi)?，遇到車?nèi)金屬頭枕、乘客身體便會(huì)被遮擋、反射，導(dǎo)致手機(jī)、平板卡頓斷連；而這類特種波束擁有兩大“超能力”——會(huì)“拐彎”、能“自愈”，可沿彎曲路線繞開障礙，即便被遮擋一小部分，也能靠周圍輔助信號(hào)“補(bǔ)位”，恢復(fù)完整傳輸。
針對(duì)車內(nèi)常見的信號(hào)難題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩種專屬定制智能波束。側(cè)窗專用——雙向自適應(yīng)波束服務(wù)后排乘客，可主動(dòng)調(diào)整方向，從側(cè)窗發(fā)出后自動(dòng)向下、向車后拐彎，精準(zhǔn)送達(dá)乘客身邊，即便信號(hào)主通道被遮擋，也能靠輔助信號(hào)正常傳輸；后窗專用——集中增強(qiáng)型波束適配復(fù)雜后窗環(huán)境，可躲開頭枕、行李遮擋，將信號(hào)匯聚至車廂中部，單側(cè)被遮擋時(shí)仍能持續(xù)輸送信號(hào)。
“我們研發(fā)的智能波束，就像為信號(hào)裝上專屬導(dǎo)航系統(tǒng)，具備自適應(yīng)自愈特性，不管車內(nèi)有多少障礙，都能精準(zhǔn)穩(wěn)定地傳輸信號(hào)?！绷_宇教授形象地解釋道。
實(shí)測(cè)性能優(yōu)異，有望從車載通信拓展至多領(lǐng)域
團(tuán)隊(duì)搭建無(wú)線通信測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)傳輸高清彩色圖像，直觀印證了技術(shù)實(shí)用性，同時(shí)在真實(shí)車廂環(huán)境中，對(duì)比了“有無(wú)智能電磁結(jié)構(gòu)輔助”的通信性能，結(jié)果令人振奮，信號(hào)傳輸出錯(cuò)概率實(shí)現(xiàn)斷崖式下降，接收強(qiáng)度得到明顯提升。
“這次實(shí)測(cè)，讓我們很有成就感。從實(shí)驗(yàn)室理論設(shè)計(jì)，到真實(shí)車廂穩(wěn)定效果，我們有望解決車內(nèi)信號(hào)‘荒漠’的頑疾。”羅宇教授表示，這項(xiàng)成果采用的工藝可與汽車安全玻璃生產(chǎn)兼容，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化無(wú)縫對(duì)接，未來(lái)汽車出廠時(shí)，擋風(fēng)玻璃即可具備智能信號(hào)中繼功能，低成本實(shí)現(xiàn)信號(hào)全車廂無(wú)死角覆蓋。從更長(zhǎng)遠(yuǎn)看，這種可曲面貼合、高透明的智能電磁界面，還能拓展應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域——智能建筑領(lǐng)域可增強(qiáng)室內(nèi)5G覆蓋，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域可為設(shè)備提供可靠連接，生物醫(yī)療領(lǐng)域可兼顧醫(yī)療安全與無(wú)線數(shù)據(jù)監(jiān)控。
揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾? 楊甜子
校對(duì) 陶善工