科學(xué)家使用塑料薄膜和金屬線將無線電天線直接縫入衣料中
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報道,，為了使通訊設(shè)備變得更加方便可靠,，美國俄亥俄州立大學(xué)的科學(xué)家研制出了新方法,，可以使用塑料薄膜和金屬線將無線電天線直接縫入衣料中，新天線系統(tǒng)能接收到無線電信號的范圍是傳統(tǒng)天線的4倍,?？茖W(xué)家們表示，下一代通訊系統(tǒng)可能要靠縫紉機(jī)來完成,。相關(guān)研究發(fā)表在美國電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)最新出版的《天線與無線傳播快報》上,。
新技術(shù)將天線縫入布料中
對很多步兵來說，活動性和進(jìn)行通訊常常不可兼得,，弄得他們手足無措,。他們使用的天線可能很大，也不太方便添加到他們已有的沉重負(fù)載上,。
“我們的主要目標(biāo)是改進(jìn)通訊的可靠性,，同時讓士兵更方便活動。”該研究的領(lǐng)導(dǎo)者,、俄亥俄州立大學(xué)電子與計算機(jī)工程系副教授陳植琪(音譯)表示,，“不過，警察,、消防戰(zhàn)士,、航天員等人也可以使用這項技術(shù)，以便騰出手來進(jìn)行其他重要活動,。”
以前就有科學(xué)家提出將通訊設(shè)備內(nèi)嵌于衣服中,。最新系統(tǒng)汲取了以前研究的精髓，并采用一種新方法將所有設(shè)備有效地整合在一起,，而且科學(xué)家們也在整個系統(tǒng)中添加了一塊獨(dú)特的計算機(jī)控制設(shè)備，讓多個天線能在一塊布料上協(xié)同工作,。
該大學(xué)電子科學(xué)實驗室主任約翰·弗拉卡斯表示：“我們不會看到手機(jī)上的天線,，因為天線已成為手機(jī)零件的一部分內(nèi)置于其中了，現(xiàn)在,，我們希望能在衣服上做到這一點(diǎn),。”
工程師們通過將多層薄層黃銅蝕刻于商用塑料薄膜FR-4上制造出了一個模型天線。這種薄膜輕便且柔軟,，能夠被縫入織物中,。科學(xué)家們將這種薄膜織入一件馬甲的胸部,、背部和雙肩四個位置上,。在實驗室測試中，新天線系統(tǒng)能夠提供比傳統(tǒng)軍用天線更強(qiáng)的信號,，使其能夠接收的信號范圍是以前的4倍,。
工程師們也在研究將這種天線直接打印在衣服上,，同時也在嘗試使用金屬線將天線直接縫入衣服中，并將一臺普通的家庭縫紉機(jī)搬入了實驗室中,。測試結(jié)果表明,，他們可以將天線繡進(jìn)棉、塔夫綢等布料中,。
關(guān)鍵是讓天線能“通話”的網(wǎng)絡(luò)通訊代碼
然而,，當(dāng)天線同人體皮膚接觸時，身體一般會吸收無線電信號并形成一個短路,，而且,，如果天線的位置放置不當(dāng)，當(dāng)人背著墻或其他障礙物移動時,，人體可能會阻止無線電接收或發(fā)送信號,。
俄亥俄州立大學(xué)的科學(xué)家們讓幾塊協(xié)同工作傳遞或接收信號的天線環(huán)繞身體，從而克服了這些問題,。另外,，該大學(xué)的博士生李永吉(音譯)也研制出了一個計算機(jī)控制設(shè)備——一個比信用卡小一點(diǎn)、一英尺厚的金屬盒子,，并使用工程師們研發(fā)出的能協(xié)調(diào)天線間信號的網(wǎng)絡(luò)通訊代碼對天線進(jìn)行控制,。科學(xué)家們將這個計算機(jī)控制設(shè)備織在人的腰帶上,，不管人面朝哪個方向,，添加的這塊計算機(jī)控制設(shè)備會感應(yīng)身體的運(yùn)動并打開天線，以激活給定身體位置表現(xiàn)最好的那個天線,。
所以,，科學(xué)家們研制出的新通訊系統(tǒng)能在各個方向發(fā)送和接收信號，而且,，當(dāng)這套系統(tǒng)穿過墻壁或者位于一個建筑物內(nèi)時,，都能發(fā)送和接收信號，也不需要穿戴者攜帶額外的天線,。研究人員在電子科學(xué)實驗室的過道內(nèi)(在此處,，門和窗都會干擾信號)對其性能進(jìn)行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn),，其能高效地接收和發(fā)送信號,。
陳植琪表示，為每個人配置一套這樣的天線系統(tǒng)需要花費(fèi)200美元,，但規(guī)?；a(chǎn)會大幅降低成本。工程師們正在同天線設(shè)計公司攜手為這項技術(shù)申請專利并對其進(jìn)行商業(yè)化的生產(chǎn),。
弗拉卡斯認(rèn)為,，這項技術(shù)也適合普羅大眾使用,。而且，老人,、殘障人士也可以穿戴這種衣服,，在緊急時同外界聯(lián)絡(luò)。他說：“想象由這種技術(shù)制成的一件馬甲或T恤,，我們就會覺得很喜歡,。