Antena que direciona as ondas leva as comunicações móveis além do 5G

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/07/2022

Do tamanho de um celular, a antena também pode ser usada em comunicações veículo a veículo ou veículo-rodovia.
[Imagem: University of Birmingham]

Antena que mira no destino

Uma nova antena, capaz de direcionar o feixe de ondas que transmite, "aumenta a eficiência da transmissão de dados para além do 5G", dizem seus criadores, da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.

Resultados experimentais dos protótipos mostram que a antena pode fornecer direcionamento contínuo de feixe de "grande angular", permitindo rastrear um usuário de celular em movimento da mesma forma que uma antena parabólica gira para rastrear um objeto em movimento.

A tecnologia demonstrou grandes melhorias na eficiência de transmissão de dados em frequências em todo o espectro de ondas milimétricas, especificamente aquelas identificadas para 5G e 6G, onde a alta eficiência atualmente só é alcançável usando soluções de antena lentas e direcionadas mecanicamente.

Para aplicações de 5G, os protótipos da antena de direcionamento de feixe, operando a 26 GHz, apresentaram uma eficiência de transmissão de dados sem precedentes.

"Embora tenhamos desenvolvido a tecnologia para uso em 5G, nossos modelos atuais mostram que nossa tecnologia de direcionamento de feixe pode ser capaz de 94% de eficiência a 300 GHz. A tecnologia também pode ser adaptada para uso em transmissões veículo para veículo, veículo para infraestrutura, radar veicular e comunicações por satélite, tornando-a boa para uso nas aplicações de próxima geração, automotivas, de radares, espaciais e de defesa," disse o professor James Churm, um dos criadores da antena direcional.

A antena é plana, feita com metamateriais.
[Imagem: Metamaterials Engineering Laboratory/University of Birmingham]

Antena direcional

Do tamanho de um telefone celular, a nova antena é construída a partir de um metamaterial, o termo usado para materiais projetados para apresentarem propriedades especiais, que não são encontradas em materiais naturais. Essas propriedades podem incluir a manipulação de ondas eletromagnéticas, seja bloqueando, absorvendo, reforçando ou mudando a direção das ondas.

O metamaterial é feito a partir de uma folha de metal, na qual foram feitos uma série de furos regularmente espaçados, cada um com poucos micrômetros de diâmetro.

Um atuador controla a altura de uma cavidade dentro do metamaterial, ajustando a posição da antena com resolução micrométrica. De acordo com sua posição, a antena controlará a deflexão do feixe de ondas de rádio, efetivamente "concentrando" o feixe em um sinal altamente direcional. Finalmente, esse feixe focalizado é redirecionado conforme desejado.

"A simplicidade do design e o baixo custo dos elementos são vantajosos para adoção antecipada pela indústria, e a configuração eletrônica compacta facilita a implantação onde há restrições de espaço. Estamos confiantes de que a antena de direcionamento de feixe é boa para uma ampla gama de aplicativos 5G e 6G, bem como satélite e Internet das Coisas," completou o professor Churn.

Mais tópicos