麻省理工學院的RF天線和開關智能牆紙無需供電就能提升WiFi信號

萬物雲聯網 發佈 2020-02-07T11:40:55+00:00

但是麻省理工學院出現的一項新技術叫做RFocus,它可以不用供電,採用無源波束形成功能就能改變這種狀況。

麻省理工學院的研究人員創建了一個被稱為「智能牆紙」的射頻牆,該牆由數千個連接到射頻開關的微型射頻天線組成。

擴展Wi-Fi信號(尤其是用於IoT設備的Wi-Fi信號)可能非常昂貴且難以安裝。但是麻省理工學院出現的一項新技術叫做RFocus,它可以不用供電,採用無源波束形成功能就能改變這種狀況。


RFocus包括3,000個廉價的小型天線,可「放大附近的無線信號」。上面的圖片由Jason Dorfman / CSAIL和MIT提供;

擴展Wi-Fi信號的麻煩

研究人員認識到有必要提高Wi-Fi信號的強度,但也承認設計人員目前改善Wi-Fi信號強度的選項有限,並且,每個選項都有主要缺點:

1)設計人員可以使用中繼器擴展Wi-Fi信號,但是這些設備的實施成本可能很高,並且可能在網絡中造成安全漏洞。

2)設計人員可以在接收設備上部署RF天線以提高其接收能力,但是對於大多數已經具有集成天線或PCB型天線的Wi-Fi設備而言,此選項可能無法實現。

3)設計人員可以選擇完全不同的技術,例如5G,專用所有者可以部署該技術,從而有效地創建自己的專有蜂窩網絡。但是,這樣的技術尚未交付給大眾,並且需要對當前安裝的硬體進行修改。


麻省理工學院計算機科學與人工智慧實驗室(CSAIL)的研究人員提出了第四種選擇,他們認為這將以合理的成本擴展Wi-Fi信號的連接性。

認識RFocus

為了解決創建新的Wi-Fi中繼器的問題,麻省理工學院的一個團隊一直在嘗試使用波束成形技術來改善Wi-Fi的接收信號質量。但是,與傳統的波束成形技術不同,麻省理工學院的團隊創建了一個被稱為「智能牆紙」的射頻牆,該牆由數千個連接到射頻開關的微型射頻天線組成。


麻省理工學院的研究員Venkat Arun和「智能牆紙」。上面的圖片由Jason Dorfman / CSAIL和MIT提供

使用微型天線作為鏡子

使RFocus與大多數RF波束成形解決方案完全不同的原因在於,RFocus不是RF發射器,並且不使用任何功率來產生RF信號。相反,RFocus通過控制連接到它們的RF開關,將其表面上的許多微型天線用作RF反射器或者RF發射器。

反射或傳輸進入的RF信號的能力使RFocus可以充當鏡子並將進入的Wi-Fi信號反射到特定地點,從而將接收到的信號增加多達10倍。RFocus的實驗結果表明,它也可以增加Wi-Fi網絡的信道容量最多能增加兩倍。

RFocus如何工作?

為了正常工作,RFocus要求接收設備記錄當前信號強度,然後將其中繼到軟體系統,該軟體系統使用複雜的算法對RF陣列進行調整。

RFocus的構造非常簡單。由於可以輕鬆擴展,因此可以以僅為安裝專用Wi-Fi中繼器的一小部分成本來增加Wi-Fi網絡的覆蓋和容量。使RFocus的實現更容易實現的原因是,可以將RF天線印刷到超薄材料上,從而使其運輸和安裝起來更容易,更便宜。

RFocus的下一步計劃是什麼?

RFocus是一種利用波束成形的技術,該技術迅速成為現代RF設計中的一項重要技術。如果成功的話,RFocus可以幫助改善從家庭到辦公室的所有環境中的Wi-Fi信號,而不必消耗更多的功率和RF信道空間。

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