Phát hiện cột sóng 5G được làm bằng giấy trên tàu chiến Trung Quốc, giá rẻ hơn 200 lần so với thiết bị của Mỹ, cắt giảm 95% chi phí vật liệu

Theo nhóm nghiên cứu, công nghệ này có thể cắt giảm hơn 95% chi phí vật liệu, mở ra khả năng triển khai mạng 5G quy mô lớn trên tàu biển – một lĩnh vực vốn bị hạn chế bởi chi phí cao và yêu cầu kỹ thuật phức tạp.

Công trình do nhóm của Yang Wendong tại Đại học Công nghệ Liêu Ninh dẫn đầu, được đăng tải trên tạp chí khoa học Chinese Journal of Ship Research. Nhóm nghiên cứu cho biết thiết kế mới có thể “hiện thực hóa các ăng-ten sóng milimet phù hợp với môi trường phức tạp trên tàu”, nơi thường xuyên chịu tác động của kim loại, độ ẩm và muối biển.

Điểm đột phá nằm ở việc thay thế vật liệu nền truyền thống, vốn đắt đỏ và cứng, bằng giấy ảnh thương mại dày chưa tới 0,3 mm, kết hợp với lớp mực đồng dẫn điện được in bằng công nghệ in lưới.

Nhờ đó, chi phí sản xuất giảm mạnh, đồng thời tạo ra sản phẩm có thể phân hủy sinh học và dễ dàng triển khai trên diện rộng. Các nhà khoa học xem đây là một giải pháp “chặng cuối” chi phí thấp cho hệ thống liên lạc 5G trên biển.

Trong bối cảnh các lực lượng hải quân trên thế giới đang tìm cách tích hợp 5G vào hoạt động tác chiến và hậu cần, chi phí vẫn là rào cản lớn.

Chẳng hạn, hải quân Mỹ đang theo đuổi các giải pháp cao cấp dựa trên vệ tinh quỹ đạo thấp với chi phí hàng chục triệu USD cho mỗi dự án. Một hợp đồng triển khai mạng không dây cho khoảng 140 tàu thuộc Bộ Tư lệnh Vận tải Quân sự có giá trị lên tới 99 triệu USD, trong khi riêng một thiết bị đầu cuối nghiên cứu cũng có thể tiêu tốn hơn 6 triệu USD.

Ngược lại, Trung Quốc đang thử nghiệm những giải pháp tiết kiệm hơn. Một dự án nội địa năm 2023 do China Unicom thực hiện đã cung cấp phủ sóng 5G trong nhà cho ba tàu với tổng chi phí chỉ khoảng 57.000 nhân dân tệ, tương đương chưa đến 20.000 nhân dân tệ mỗi tàu.

Tính trung bình, chi phí phát triển thiết bị của Trung Quốc rẻ hơn Mỹ đến 300 lần. Dù quy mô và công nghệ không hoàn toàn tương đương, sự chênh lệch này cho thấy hướng tiếp cận khác biệt giữa hai quốc gia.

Điều đáng chú ý là dù chi phí thấp, hiệu năng của ăng-ten giấy không hề thua kém. Thiết kế sử dụng một lớp không khí mỏng để giảm nhiễu từ thân tàu bằng kim loại, giúp ổn định tín hiệu. Kết quả thử nghiệm cho thấy hiệu suất bức xạ vượt 80%, với độ lợi tín hiệu đạt 4,3 và 3,8 dBi ở hai băng tần 28GHz và 38GHz, những dải tần quan trọng của 5G tốc độ cao.

Ngoài ra, cấu trúc tách sóng dạng chữ thập giúp giảm nhiễu giữa các ăng-ten đặt gần nhau, đạt mức cách ly tốt hơn −32 dB. Nhờ thiết kế nhỏ gọn chỉ 25mm x 43mm, ăng-ten có thể dán trực tiếp lên bề mặt cong như vách tàu hoặc đường ống, điều mà các thiết bị cứng truyền thống khó thực hiện, đặc biệt trong các yêu cầu về tàng hình và tối ưu không gian.

Không chỉ dừng lại ở ứng dụng trên tàu biển, công nghệ này còn mở ra tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác như máy bay không người lái, thiết bị liên lạc di động, kho thông minh và các nút Internet vạn vật (IoT). Việc sử dụng vật liệu rẻ và dễ sản xuất có thể giúp phổ cập nhanh các giải pháp kết nối tốc độ cao trong nhiều môi trường khác nhau.

Song, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận rằng phần lớn thử nghiệm hiện vẫn được tiến hành trong phòng thí nghiệm. Khả năng hoạt động lâu dài và thích nghi với điều kiện thực tế khắc nghiệt ngoài biển vẫn cần được kiểm chứng thêm.

Theo SCMP