摘要
以下文章刊登在宾夕法尼亚州立大学材料研究所出版的季刊《Focus on Materials》2020 年春季号上。 宾夕法尼亚州立大学工程学院的 Ram Narayanan 教授与 Remcom 合作，利用宾夕法尼亚州州立学院现有的 AT&T 塔制作了 5G 毫米波覆盖概念图，展示了Wireless InSite 电磁传播软件生成的射线路径预测。 在这里，Narayanan 教授讨论了 5G 无线信号传播所面临的挑战。
利用州立学院现有 AT&T 铁塔实现的 5G 毫米波覆盖概念。线条代表使用 Remcom 的 Wireless InSite 传播模拟预测的射频射线路径。
电子工程系的 Ram Narayanan 表示，现在是我们开始在 5G 领域加大投入的时候了，因为其他人都在做 5G。
"5G是一种快速、非常可靠的通信新方案。它将人类与机器、物联网连接起来，提供流媒体视频和音频，"他说。
随着我们进入更高的频率，先是 10 千兆赫，然后是 30 千兆赫，出现了短距离和与树木甚至大气中的氧分子等障碍物干扰的问题。无线电波可以长距离传播，可以穿过墙壁和其他障碍物，而 5G 信号则不同，它是短距离信号，需要更多的基站。这些都是 Narayanan 正在努力克服的问题。
宾夕法尼亚州立大学一直在研究 5G 的方方面面，并在可轻松转化为 5G 的领域拥有相当多的专业知识，但迄今为止还没有协调的努力。电子工程专业的一些人正在研究天线的新设计（随着载波的缩小，天线的尺寸也会缩小）。计算机工程学正在研究调制--5G 需要新的信号传输方案。这就需要像 Narayanan 这样研究传播的人，例如，当信号进入有多重反射的建筑物时会发生什么？
"我们需要电磁学和信号处理方面的人才。我们需要材料方面的人才，因为有些设计需要特殊的材料。所有这些都必须结合起来。在这方面，工程学院可以发挥重要作用，因为我认为我们没有充分挖掘自身的潜力。现在，我们需要一种有凝聚力的方法，这样我们才能争取到更多的资金，"他说。
纳拉亚南正在研究微波工程，其中包括无线电波在大气中的传播。他正在研究无线电波被自然界中的障碍物散射时会发生什么。他研究如何将不同的频率用于不同的应用，例如使用较低的频率来寻找地雷。对于 5G 而言，最重要的是在建筑物内传播电磁能量。
"如果你环顾建筑物内部，就会发现有很多方式可以让波发生偏转。而当它们发生偏转时，又会以不同的阶段返回。我们正在努力减少这类问题，"他总结道。
联系人：Ram Narayanan 教授
Ram Narayanan 教授
rmn12@psu.edu
或 ram@engr.psu.edu
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