Antena de metassuperfcie faz codificao de espao-tempo via software

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/12/2022

Antena reconfigurvel

A estrutura e as caractersticas das antenas tradicionais – sejam de Wi-Fi, TV, rdio, radar ou qualquer outra aplicao – no podem ser alteradas depois que elas so fabricadas.

Ou no podiam, at agora.

Uma equipe de engenheiros de Hong Kong desenvolveu uma nova antena que permite controlar em tempo de voo a direo, a frequncia e a amplitude do feixe de ondas eletromagnticas irradiado.

Compare, por exemplo, com uma fonte de luz: Uma antena tradicional como um refletor, fixo no mesmo lugar, sempre emitindo a mesma luz, na mesma intensidade e na mesma direo. A nova antena como uma lanterna: Voc pode mudar a direo do facho de luz para onde quiser apenas movendo as mos.

Mas no apenas isso: Imagine que voc agora tambm possa estreitar ou ampliar o facho de luz da sua lanterna e ainda alterar a cor da luz emitida, tudo sem precisar desligar a lanterna. A nova antena tem todos esses poderes, e tudo controlado por software.

Integrao de deteco e comunicao

Uma antena com essa versatilidade tudo o que faltava para viabilizar um campo emergente conhecido como “integrao de deteco e comunicao” (ou ISAC: Integration of Sensing And Communications), uma mudana de paradigma nas comunicaes sem fio, que faz simultaneamente duas coisas – basicamente a transmisso e a recepo – que hoje so feitas separadamente, seja no tempo ou no espao.

Essa nova tecnologia de antenas versteis considerada essencial para viabilizar vrias funcionalidades que se prev estaro embutidas na tecnologia 6G.

A energia do feixe irradiado pela antena pode ser direcionada para um ponto focal com comprimentos focais fixos ou variveis, que podem ser usados para gerao de imagens em tempo real e tratados como um tipo de radar para escanear o ambiente e ainda capturar os dados de retorno.

“Esta inveno desempenha um papel importante na ISAC para comunicaes sem fio 6G,” explicou o professor Chan Chi-hou, da Universidade Cidade de Hong Kong. “Por exemplo, o feixe irradiado pode escanear uma pessoa e criar uma imagem da pessoa, permitindo que os usurios de telefones celulares conversem entre si com imagens de hologramas 3D. Ela tambm funciona melhor contra a espionagem do que a arquitetura das [antenas] transmissoras convencionais.”

Antena de metassuperfcie

Esta antena de nova gerao incorpora em um nico artefato um conceito conhecido como “codificao de espao-tempo”, um mtodo empregado para melhorar a confiabilidade da transmisso de dados sem fios transmitindo mltiplas cpias do mesmo dado.

O detalhe que, hoje, isso feito usando vrias antenas de transmisso e outra para recepo. Agora, o mesmo poder ser feito com uma nica antena controlada por software.

A alma da nova antena uma metassuperfcie, a verso plana de um metamaterial, neste caso uma folha muito fina formada por vrios sub-antenas minsculas – esses mdulos bsicos so conhecidos como meta-tomos porque definem as caractersticas do material artificial.

As caractersticas da metassuperfcies podem ser alteradas alternando o estado dos meta-tomos entre radiantes e no-radiantes, como ligar e desligar interruptores, s que tudo via software. Isso permite que a antena realize manipulaes de onda complicadas nos domnios do espao e da frequncia, criando o padro de radiao desejado e um feixe altamente direcionado.

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