Antenas adesivas vo recobrir asas de avies e paredes da sua casa

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Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 08/11/2021

Antena fina e flex

Este prottipo est montado em um pedao de vidro, mas as antenas podero ser coladas sobre superfcies irregulares.
[Imagem: Can Wu]

Antenas flexveis

Pesquisadores demonstraram o funcionamento de um novo tipo de antena que poder revestir as asas de um avio, funcionar como um adesivo de pele, transmitindo sinais para implantes mdicos, ou cobrir uma sala como se fosse um papel de parede, garantindo comunicao com dispositivos pessoais ou da Internet das Coisas.

A tecnologia, que tambm poder ser usada em redes 5G e 6G, baseada na eletrnica de grandes reas, uma forma de fabricar circuitos eletrnicos em materiais finos e flexveis.

Antenas com as funcionalidades obtidas pela equipe s podem ser feitas hoje com circuitos rgidos tradicionais, medindo vrios centmetros de largura, que dificilmente poderiam ser montados na forma de grandes estruturas.

Antena em arranjo de fase

Can Wu e seus colegas da Universidade de Princeton, nos EUA, usaram transistores de filme fino de xido de zinco para criar um conjunto de trs antenas com 30 centmetros de comprimento, dispostas em uma estrutura conhecida como matriz com arranjo de fase, que capaz de transmitir sinais concentrados que podem ser programados digitalmente para atingir as frequncias e as direes desejadas.

Cada antena na matriz emite um sinal com um retardo de tempo especificado em relao s suas vizinhas, e a interferncia construtiva e destrutiva entre esses sinais resulta em um feixe eletromagntico focalizado – semelhante interferncia entre ondulaes criadas por gotculas de gua em um lago.

Uma antena comum transmite um sinal fixo em todas as direes. “Mas uma matriz com arranjo de fase pode escanear eletricamente o feixe em diferentes direes, para que voc possa fazer comunicao sem fio ponto a ponto,” explicou Wu.

A grande inovao da equipe foi desenvolver uma abordagem que expande essas antenas para dimenses inalcanveis at agora, reduzindo sua espessura a um simples revestimento flexvel e, ao mesmo tempo, ampliando sua dimenso at onde for necessrio.

“A eletrnica de grandes reas uma tecnologia de filme fino, ento podemos construir circuitos em um substrato flexvel ao longo de uma extenso de metros, e podemos integrar monoliticamente todos os componentes em um formato parecido com uma folha de papel,” disse Wu.

Antena fina e flex

Detalhe das antenas de filme fino e a difuso caracterstica do arranjo de fases.
[Imagem: Can Wu et al. – 10.1038/s41928-021-00648-z]

Avies, satlites e casas

Este tipo de sistema de antena poder ser instalado em quase qualquer lugar. Quando usado como papel de parede em uma sala, por exemplo, ele poder permitir uma comunicao rpida, segura e com baixo consumo de energia com uma rede distribuda de dispositivos IdC (internet das coisas), como sensores de temperatura ou movimento.

Ter uma antena fina e flexvel tambm pode ser til nos satlites artificiais, que so lanados em um formato compacto e se desdobram quando atingem a rbita, e nos avies, j que antenas maiores permitem comunicaes a distncias mais longas.

Bibliografia:

Artigo: A phased array based on large-area electronics that operates at gigahertz frequency
Autores: Can Wu, Yoni Mehlman, Prakhar Kumar, Tiffany Moy, Hongyang Jia, Yue Ma, Sigurd Wagner, James C. Sturm, Naveen Verma
Revista: Nature Electronics
Vol.: 4, pages 757-766
DOI: 10.1038/s41928-021-00648-z

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