Antenas increiblemente Pequeñas
16 febrero, 2010
La ingeniería de metamateriales hace posible, lo que hasta ahora era ciencia ficción.
Ingenieros del el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han diseñado y probado antenas experimentales que son altamente eficientes y sin embargo, una fracción de la tamaño de los sistemas de antena estándar con propiedades comparables.
Los ingenieros del NIST están trabajando con científicos de la Universidad de Arizona (Tucson) y Boeing Research & Technology (Seattle, Washington) para diseñar antenas que incorporan metamateriales.
Estos metamateriales manipulados a nivel microscópico tienen propiedades inusuales.
Esta antena Z probada por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología es más pequeña que una antena estándar con propiedades comparables. Su alta eficacia se deriva del elemento de la «Z» dentro de la pbase que actúa como un metamaterial, impulsando enormemente la señal enviada por el aire. La base es de 30 milímetros de lado.
Crédito: C. Holloway / NIST
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Las nuevas antenas irradian tanto como 95 por ciento de una señal de radio de entrada y, sin embargo desafían los parámetros de diseño normal.
Las antenas estándar deben ser por lo menos la mitad del tamaño de la longitud de onda de la señal para operar eficientemente, por ejemplo para 300MHz la antena tendría que tener medio metro.
Las antenas experimentales son tan pequeñas como un quinto de la longitud de onda y podría reducirse aún más.
En su más reciente prototipo de dispositivo, el equipo de investigación utilizó una antena de alambre de metal impreso en una pequeña placa de cobre que mide menos de 65 milímetros de lado.
La antena está conectada a una fuente de señal. Ver foto
«El propósito de una antena es poner la energía en el espacio libre«, explica el ingeniero NIST Christopher Holloway, «Pero el problema con las antenas que son muy pequeñas en comparación con la longitud de onda es que la mayoría de la señal sólo se refleja de vuelta a la fuente.
Lo que común mente se conoce como ondas estacionarias ROE
El metamaterial hace que la antena se comporte como si fuera mucho mayor de lo que realmente es.
Aún más interesante, dice Holloway, «estos metamateriales son mucho más útiles en agilidad de frecuencia».
Es posible ajustar la antena a cualquier frecuencia que queramos sobre la marcha, en un grado que no es posible en diseños convencionales.
Las antenas fueron diseñados en la Universidad de Arizona y fabricado y parcialmente medido en Boeing Research & Technology.
Las mediciones de eficiencia de energía se llevaron a cabo en los laboratorios de NIST en Boulder, Colorado.
La investigación en curso está patrocinado por la Defense Advanced Research Projects Agency DARPA.
Información y traducción libre del articulo del NIST Tech Beat