浏览次数： 时间：2026-03-14 03:41:44
在未来的智能网联汽车中，车内乘客对高速数据传输的需求日益增长。然而汽车内部复杂的电磁环境——如金属车身以及座椅、头枕等内部组件的遮挡，经常导致无线信号严重衰减，成为提高通信质量的制约因素。
近日，东南大学毫米波全国重点实验室张婧婧教授团队联合南京航空航天大学微波光子技术国家级重点实验室罗宇教授，在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）上发表了一项创新成果：通过在汽车玻璃上集成一种功能自适应的透明超表面，利用巧妙的“韦伯波束”（Weber Beams）实现了信号的避障传输与自修复。
无线信号在车舱内传播时，常因物理障碍物遮挡而形成“信号盲区”。为了应对这一难题，研究团队将目光投向一类特殊的“无衍射波束”。其中，韦伯波束具备独特的“自加速”特性，能够沿弯曲路径传播，从而绕开中间障碍物。同时，它还拥有“自修复”能力，即在波束局部被阻挡后，仍能在障碍物后方重新汇聚，恢复原有波形与能量。
图1.车窗超表面与韦伯光束示意图。针对不同车内场景，团队分别在侧窗与后窗上实现了正交与半自聚焦两种韦伯分布模式。
该团队研发的智能窗采用了低成本、易于加工的柔性PET基材和精密印刷电路板（PCB）工艺制造。其核心优势在于兼顾了优异的电磁调控能力与优秀的光学透明度，实验数据显示，该超表面样品的可见光透过率达到73.5%，符合现代汽车侧挡风玻璃的行业标准，且不会对乘客视线造成干扰。
在真实车辆测试中，研究人员在侧窗与后窗分别集成了针对性设计的超表面。测试结果表明，在严重物理遮挡的极端环境下，该系统能够动态重构信号传输路径。与传统高斯波束相比，经该智能窗引导的5G信号接收功率平均提升8.37 dB，并成功实现了高保真全彩图像的实时传输。
该研究通过将无衍射波前调控机制集成于透明介质，不仅为车载信号盲区问题提供了创新解决方案，未来还有望应用于智能建筑玻璃幕墙、工业物联网透明监测界面、以及生物医学光学‑微波融合传感等领域。
论文第一作者为东南大学毫米波全国重点实验室博士生罗善文，通讯作者为东南大学毫米波全国重点实验室张婧婧教授、崔铁军院士、南京航空航天大学微波光子技术国家级重点实验室罗宇教授。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省特聘教授基金、中央高校基本科研业务费等项目的支持。
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