阿尔托大学的研究人员近日开发了一种名为“超晶体”（metacrystals）的无源信号管理器件，采用塑料通过3D打印制造，旨在解决第六代（6G）无线网络预期面临的一个基本覆盖问题：高频信号容易被墙壁、人体和其他物理屏障阻挡。

这些面板能够在不依赖电力、有源调谐或控制电路的情况下，将无线电波绕过物理障碍物进行重定向。与依赖于可调电子元件和复杂控制电路的传统可重构智能表面（RIS）不同，超晶体面板是单件式塑料结构。每块面板的耗材成本估计仅为数十欧元，增材制造工艺允许每个单元根据特定环境进行配置，而不是作为通用设备生产。

“当一个房间太暗时，你可以增加更多灯具，或者使用简单的镜子来引导已有的光线。这些超晶体所做的就是类似的事情，但针对的是无线电波，”阿尔托大学的博士研究员Mohammadmahdi Asgari解释道。“与先前提出的单层智能表面不同，这种立体超晶体可以设计为独立控制多个入射信号或频段——这是实现真实无线通信的关键要求。”

这些面板可以安装在墙壁、天花板或家具上，并能够在反射和透射两种模式下工作，同时处理不同频段的多个入射信号。它们还可以完全吸收不需要的信号。研究团队认为，静态或缓慢变化的环境是最具商业前景的应用场景。

“对工业界而言，最具吸引力的应用案例是静态或缓慢变化的环境，例如工厂、室内5G/6G网络、仓库和长走廊，”Asgari表示。“在这些场所中，针对已知布局设计的无源面板，可能比需要连续维护的有源控制表面便宜得多，也简单得多。”

Asgari指出，复杂的电磁功能现在可以实现为低成本、单件式塑料结构，准备好后即可安装在墙上，安装完成后仅依靠几何结构本身即可发挥作用。

阿尔托团队目前正在探索商业化途径，并寻求与从事可编程超表面、无线基础设施和无源信号控制技术的工业合作伙伴建立联系。下一开发阶段涉及从静态面板转向可重构版本，使其能够随着无线环境的变化进行适应。

“我们希望未来能看到这些可扩展的智能无线环境在室内空间和室外城市环境（如建筑墙面或其他建筑表面）中得到实际应用，”Asgari说道。

该研究成果已发表在《自然·通讯》上。