Kürzlich hat das Forschungsteam des Korea Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) bahnbrechende Fortschritte auf dem Gebiet der unterirdischen drahtlosen Kommunikation erzielt.Entwickelte eine „Wi-Fi“-ähnliche drahtlose Netzwerktechnologie, die in den Boden eindringen kann und eine stabile Kommunikation in einer Tiefe von 100 Metern unter der Oberfläche ermöglicht. Relevante Forschungsergebnisse wurden offiziell im IEEEXplore Journal veröffentlicht.
Die traditionelle drahtlose Kommunikation im Untergrund war schon immer durch die inhärenten Mängel von Hochfrequenzsignalen eingeschränkt. Wenn Funkwellen in Boden- und Gesteinsmedien eindringen, kommt es zu einer erheblichen Signaldämpfung und Qualitätsverschlechterung.
Selbst die bestehenden kommerziellen Kommunikationssysteme über den Boden basieren nicht auf der Magnetfeldtechnologie, sondern sind auf eine extrem hohe Sendeleistung angewiesen, um die verfügbare Übertragungsentfernung kaum zu erreichen. Nicht nur sind die Geräte groß und der Stromverbrauch hoch, auch die Einsatzmöglichkeiten sind stark eingeschränkt.
Der wichtigste Durchbruch dieses Teams besteht darin, die magnetische Induktionstechnologie zu nutzen, um das traditionelle Hochfrequenzübertragungsschema zu ersetzen. Bereits im Jahr 2023 nutzte das Team die Spannungsantriebsmethode, um erstmals die Machbarkeit einer drahtlosen Kommunikation über den Boden zu überprüfen. Damals konnte nur eine unterirdische Übertragungsdistanz von 40 Metern erreicht werden.
Um den Leistungsengpass zu überwinden, entwickelte das Team eine strombetriebene magnetische Induktionslösung, die niederfrequente Radiowellen nutzt, um mithilfe von Magnetfeldern in den Boden einzudringen, das Dämpfungsproblem herkömmlicher Radiofrequenzsignale grundsätzlich zu vermeiden und letztendlich die stabile Kommunikationsentfernung deutlich auf 100 Meter zu erhöhen.
Das Team führte die technische Verifizierung in einer Kalkstein-Grundgesteinsumgebung mit starker Abschirmungsfähigkeit für Hochfrequenzsignale durch.Die komplette Testausrüstung umfasst eine 0,9 Meter × 0,9 Meter große Senderahmenantenne, einen kleinen Magnetfeld-Empfangssensor und ein drahtloses Kommunikationssystem mit Quadratur-Phasenumtastungsmodulation. Die aktuelle Datenübertragungsrate beträgt 2Kb/s. Obwohl die Bandbreite begrenzt ist, kann sie die grundlegenden Datenübertragungsanforderungen von Kernszenarien wie der Notfallkommunikation erfüllen.
Berichten zufolge erfordert diese neue Technologie keine extrem hohe Sendeleistung, bietet die Hauptvorteile Miniaturisierung und geringen Stromverbrauch und bietet eine Vielzahl von Implementierungsszenarien.
Derzeit hat ETRI mit der Forschung zur Integration dieser Technologie in Smartphones begonnen. Sobald es populär ist, kann es unterirdische Operationen und Freizeitszenen wie Tunnelbau und Höhlenerkundung abdecken.. Das Wichtigste ist, dass es eine wichtige Kommunikations-Lebensader für eingeschlossene und verlorene Menschen im Untergrund und für Notfallrettungsteams bilden kann. Darüber hinaus hat diese Technologie auch einen äußerst hohen Anwendungswert bei Offshore-Bohrungen, der Landesverteidigung und anderen Bereichen.