Innovazione nell’Antenna Metamaterica
Un team di ricerca dell’Università di Glasgow ha sviluppato un’innovativa antenna per le comunicazioni wireless che unisce le proprietà uniche dei metamateriali con un sofisticato elaborazione del segnale per offrire un nuovo apice delle prestazioni.
In un articolo pubblicato nell’IEEE Open Journal of Antennas and Propagation, dal titolo “60 GHz Antenna Metasuperficiale Dinamica Programmabile (DMA) per Applicazioni di Comunicazione, Sensing e Imaging di Prossima Generazione: Dal Concetto al Prototipo”, i ricercatori presentano lo sviluppo di un prototipo di antenna metasuperficiale dinamica programmabile, o DMA, controllata attraverso un FPGA ad alta velocità.
Il loro DMA è il primo al mondo progettato e dimostrato alla frequenza operativa di 60 GHz nel millimetro-onda (mmWave)—la porzione dello spettro riservata per l’uso in applicazioni industriali, scientifiche e mediche (ISM).
Verso Reti 6G Avanzate
L’abilità dell’antenna di operare nella banda mmWave potrebbe consentirle di diventare un elemento chiave nell’ancora in fase di sviluppo campo delle avanzate antenne metasuperficiali a beamforming.
Potrebbe aiutare le future reti 6G a garantire un trasferimento dati ultra-veloce con alta affidabilità, assicurando un servizio di alta qualità e connettività senza interruzioni, e consentendo nuove applicazioni in comunicazione, sensing e imaging.
Dati Tecnici
| Caratteristica | Descrizione |
|---|---|
| Frequenza Operativa | 60 GHz |
| Dimensioni Prototipo | Dimensione di una scatola di fiammiferi |
| Controllo Metamateriale | Programmabile via software |
| Tempo di Commutazione | Nanosecondi |
| Applicazioni | Comunicazione, Sensing, Imaging |
| Potenziale Futuro | Monitoraggio Pazienti, Veicoli Autonomi, Holographic Imaging |
Il DMA, dalle dimensioni di una scatola di fiammiferi, utilizza interconnessioni ad alta velocità con controllo simultaneo parallelo di singoli elementi metamateriali attraverso la programmazione FPGA. Il DMA può modellare i suoi fasci di comunicazione e creare più fasci contemporaneamente, commutando in nanosecondi per garantire che la copertura di rete rimanga stabile.
Il Professor Qammer H. Abbasi, co-direttore dell’Hub di Comunicazione, Sensing e Imaging dell’Università di Glasgow, è uno degli autori principali dell’articolo. Ha dichiarato: “Questo prototipo meticolosamente progettato è uno sviluppo molto eccitante nel campo delle antenne adattive di prossima generazione, che va oltre i precedenti sviluppi all’avanguardia nelle antenne programmabili riconfigurabili.
“In questi ultimi anni, i DMA sono stati dimostrati da altri ricercatori in tutto il mondo nelle bande microonde, ma il nostro prototipo spinge la tecnologia molto più in là, nella banda mmWave di 60 GHz. Questo lo rende potenzialmente una pietra miliare molto preziosa verso nuovi casi d’uso della tecnologia 6G e potrebbe spianare la strada per un’operazione ancora più alta frequenza nella gamma terahertz.”
Le capacità del design DMA potrebbero trovare impiego nel monitoraggio e assistenza ai pazienti, dove potrebbe aiutare a monitorare direttamente i segni vitali dei pazienti e tener traccia dei loro movimenti.
Potrebbe anche consentire dispositivi integrati migliorati per il sensing e le comunicazioni, utilizzati nei radar ad alta risoluzione e per aiutare veicoli autonomi come auto senza conducente e droni a trovare in modo sicuro la loro strada su strada e in aria.
La velocità migliorata del trasferimento dati potrebbe persino aiutare a creare immagini olografiche, consentendo la proiezione di convincenti modelli 3D di persone e oggetti in qualsiasi parte del mondo in tempo reale.
Dr. Masood Ur Rehman, dell’Università di Glasgow, James Watt School of Engineering, che ha guidato lo sviluppo dell’antenna, ha dichiarato: “Il 6G ha il potenziale per offrire benefici trasformativi per tutta la società. Il nostro design di antenna intelligente e altamente adattivo ad alta frequenza potrebbe essere una delle pietre miliari tecnologiche della prossima generazione di antenne riconfigurabili a mmWave. Il controllo del fascio programmabile e la formatura del fascio del DMA potrebbero aiutare nell’imaging olografico mmWave a grana fine così come nella comunicazione di prossima generazione a campo vicino, nel focalizzare il fascio e nel trasferimento di energia wireless.
“Lavoreremo verso l’estensione di questo design in un prossimo futuro per offrire prestazioni di antenna più flessibili e versatili e continueremo a fare la nostra parte per soddisfare le esigenze del nostro mondo intelligente sempre più connesso.”
