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一个神奇黑科技，如何从《科学》《自然》论文的“纸上谈兵”走向我们的日常？不明觉厉的超材料天线里就有答案。
联想集团近日正式发售Yoga Pad Pro旗舰AI平板，除了强大的AI智能体，它还是业界第一款采用超材料天线技术的平板电脑！
与传统终端天线相比，这款超材料天线具有更宽的频谱带宽和更高的辐射效率，Wi-Fi7 的优势频段5G和6G频段的天线性能比业界现有水平提升10%，通信距离提升10%，为高清视频、在线游戏和AI端云大模型应用等场景提供了更快、更稳的无线连接用户体验。
超材料是一类具有特殊物理特性的人造材料，这些特性在自然界中可能并不存在。通过基于结构的设计和制造，超材料可实现天然材料所没有的超常物理性质，比如负的折射率、负的介电常数、负的磁导率等，因此能产生出许多前所未有的物理现象和应用。
超材料的这些超常物理性质让它具有广泛的应用前景，包括通信、医疗、能源、光学、汽车和建筑等多个方面。
此次联想发布的Yoga Pad Pro旗舰AI平板所配备的超材料天线，就是超材料在通信领域的典型应用。
从高效传输与控制到强抗干扰与隐身能力
超材料天线拥有多项“独门绝技”
随着WiFi7技术的发展，平板设备对WiFi天线的工作带宽要求越来越高（1GHz到2GHz），但当前的天线设计做不到带宽内性能波动小于3dB；另外，当前，全金属后盖成为业界平板产品设计的趋势，但全金属后盖对天线性能存在天然的不利影响，影响弱信号下的用户体验，人们对更高速率且可靠的通信链路的需求却日益提高
理论研究证明，超材料天线能够对无线信号的频率、相位、振幅等因素进行精确控制，能够显著提高信号接收和发射的效率，实现更高效的无线通信。具体优势包括：
高效传输与控制：超材料天线通过结构设计和材料选择，实现了对电磁波的高效传输和控制，大大提升了天线的功能和性能。
远场辐射性能优越：超材料天线可以设计出特定的结构，使得远场辐射能量能够被有效地控制和聚焦，减小能量的损失，提高天线的辐射效率和覆盖范围。
多频段传输与调制：超材料天线可以通过调整其结构和材料参数，实现多种频段的传输，适应了不同频率的通信和雷达需求。
抗干扰与隐身能力：超材料天线的结构可以有效地抑制外界电磁波的干扰，提高信号传输的可靠性。同时，它还可以设计成隐身天线，减小被探测的概率。
从《科学》《自然》到落地领先产品
联想集团与清华大学打造产学研合作样本
此次超材料天线落地联想AI平板，是联想研究院推动的 “联想集团-清华大学产学研深度融合专项计划”所取得的重要创新成果，具体研发由联想集团全球创新中心（GIC）平板开发与创新实验室（TDIL）携手清华大学电子工程系李越副教授团队联合完成。
此次校企合作，是先进科研成果实现产业转化的生动体现。在联想和清华携手打造超材料天线之前，李越副教授团队已经在国际顶级学术期刊《科学》和《自然》正刊和子刊上发表了数篇相关学术论文。在清华强大的科研实力和联想强大的产研及工程化能力推动下，最终在业界首次将“零折射率”超材料理论应用在了平板电脑的天线设计上。
在空间极度受限的终端设备中，从原型启动到工程落地，双方攻克了一系列的极致挑战：理论原型的突破、工程小样数据稳定、电磁兼容复杂性、MIMO天线的解耦等业界难题；破局L型走线，将2.4G 天线和超材料（5G/6G）天线独立布局，充分利用空间，最大化减少RF链路损耗；实现了工作频率与尺寸无关的新型零阶天线模式，与天线的高阶模式协同优化，实现宽带覆盖；减少5G天线损耗，同步控制2.4/5G/6G三路功率；通过数轮仿真优化，最终定型；在性能达标的基础上，还试验了多种走线等。
联想和清华的校企科研合作，不仅实现了科研成果的产业化落地，还在这个过程中，取得了一系列IP成果，包括发表在天线领域顶级期刊IEEE Transactions on Antennas and Propagation（《IEEE天线与传输学报》）的学术论文，以及发明专利等。
