尺寸僅傳統天線萬分之一！研究團隊發表奈米天線技術，無線通訊迎革命性突破

無線通訊技術再傳重大突破！中國浙江大學與之江實驗室研究團隊，近日於國際期刊《光子學》（PhotoniX）發表劃時代研究成果，成功開發出一款利用光學懸浮奈米粒子的低頻接收天線。這項創新技術將天線尺寸大幅縮小至傳統設計的近萬分之一，為水下通訊、地下感測、電離層波導等低頻（LF）應用領域，帶來了天線微型化的革命性進展。

傳統的低頻無線訊號天線，由於其諧振頻率與物理尺寸息息相關，尺寸往往受限於公分級別，且小型化嘗試常伴隨著靈敏度降低的缺點。為突破此一限制，該研究團隊另闢蹊徑，利用雷射捕捉技術，在高真空中懸浮直徑僅 143 奈米的二氧化矽奈米粒子，成功實現了電荷增強、尺寸-頻率解耦，以及高保真訊號解調等多項關鍵技術突破。

研究指出，透過聚焦電子束，奈米粒子得以穩定攜帶超過 200 個淨電荷，顯著提升了電場靈敏度。此外，奈米粒子的特殊諧振頻率，更使得這款僅 100 奈米大小的奈米天線，能在 30 kHz 至 180 kHz 的低頻範圍內高效運作。實驗數據顯示，在極微弱的電場環境下，該系統仍能維持極低的誤碼率，充分驗證了其在高真空環境中實際應用的可行性。

更令人驚艷的是，這款奈米天線還具備高度可調性與向量檢測等技術優勢。透過精確調整光阱功率，研究人員即可實現天線頻率的連續調諧，其靈敏度表現更優於傳統設計。而獨特的 3D 運動追蹤技術，則賦予奈米天線全向訊號接收能力，相較於傳統的標量天線更具優勢。研究團隊更進一步展示了其實際應用潛力，成功利用該奈米天線傳輸圖像，並有效控制誤碼率。

儘管目前這款奈米天線的靈敏度，仍較傳統設計略遜 3 至 4 個數量級，但其奈米級的微小尺寸與優異的可調性，使其在極端環境應用中展現出獨特的優勢。研究團隊表示，未來研究重點將聚焦於陣列整合、頻率擴展以及晶片級部署等方向，期盼能進一步拓展奈米天線的應用範圍，並全面提升其性能，為未來的無線通訊技術帶來革命性的變革。