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Espelhos planos vão substituir antenas parabólicas

 

Com informações do LANL - 26/03/2020

 

Antenas-espelho

 

Pesquisadores acabaram de reinventar o espelho - ao menos espelhos que refletem não luz visível, mas as micro-ondas usadas nas telecomunicações.

E esses "espelhos de ondas" prometem substituir os conhecidos pratos e cornetas, que vemos nos telhados e nas torres de celular, por telas planas compactas, versáteis e melhor adaptadas às modernas tecnologias de comunicação.

 

E, em vez de lotar os telhados, essas antenas planas poderão revestir as fachadas dos prédios, ampliando a cobertura e eliminando a poluição visual.

E não é por acaso que os pesquisadores as chamam de espelhos ou refletores: Em vez da simples reflexão das antenas convencionais, essa nova tecnologia é ativa, lidando com as ondas de forma controlada, o que abre o caminho para a manipulação dessas ondas.

 

"Nossos novos refletores oferecem alternativas leves e discretas às antenas convencionais. E eles podem ser uma dádiva para os satélites, onde a minimização de peso e tamanho é crucial. Os painéis também podem ser facilmente incorporados em superfícies de edifícios ou veículos terrestres," disse o pesquisador Abul Azad, do Laboratório Nacional Los Alamos, nos EUA.

 

Reciprocidade e comunicação direcional

 

A maioria dos refletores é recíproca: No caso de um espelho, por exemplo, se você pode ver alguém refletido nele, a pessoa também pode vê-lo. O novo design do refletor quebra a reciprocidade, o que o transforma efetivamente em um espelho de mão única.

 

O novo refletor plano também pode ser controlado eletronicamente, o que significa que suas características podem ser reconfiguradas em tempo real, permitindo mexer nas ondas refletidas.

 

Isso viabiliza o direcionamento do feixe de transmissão ou a focagem personalizada, técnicas difíceis de serem implementadas com as antenas convencionais.

 

E versões miniaturizadas poderão melhorar os circuitos dentro dos chips, garantindo que os sinais sejam direcionados apenas aos componentes desejados e não levem a sinais espúrios em outras partes do circuito, um problema com o qual os projetistas de chips se preocupam o tempo todo.

 

Metassuperfície

 

Estes novos espelhos-antenas são compostos por uma matriz de estruturas minúsculas traçadas em uma superfície plana. Esse tipo de dispositivo é conhecido como "metassuperfície" porque suas características podem ser alteradas eletronicamente para agir de maneiras diferentes sem modificar a forma física da própria superfície - elas são a versão 2D dos metamateriais.

 

Quando os sinais atingem a metassuperfície 2-D, suas estruturas manipulam as ondas de luz, fazendo a superfície plana funcionar como uma antena 3-D - e, em alguns casos, fazer coisas que nenhuma antena convencional poderia fazer.

 

Aplicando sinais elétricos aos componentes do refletor, os pesquisadores conseguiram modular a metassuperfície para controlar a direção e a frequência da luz refletida. E a resposta não-recíproca do refletor impede que as antenas captem ecos de suas próprias transmissões, mantendo a qualidade e protegendo os circuitos de sinais de entrada potencialmente prejudiciais.

 

"Nós demonstramos a primeira metassuperfície dinâmica capaz de alcançar não-reciprocidade extrema convertendo micro-ondas em plásmons, que são ondas de carga elétrica na superfície do refletor. Esta é a chave para controlar a maneira como os refletores funcionam," explicou o engenheiro Diego Dalvit, membro da equipe.

 

Foto: 

Detalhe dos componentes que formam o refletor de micro-ondas.
[Imagem: Andrew E. Cardin et al. - 10.1038/s41467-020-15273-1]

 

Bibliografia:

Artigo: Surface-wave-assisted nonreciprocity in spatio-temporally modulated metasurfaces
Autores: Andrew E. Cardin, Sinhara R. Silva, Shai R. Vardeny, Willie J. Padilla, Avadh Saxena, Antoinette J. Taylor, Wilton J. M. Kort-Kamp, Hou-Tong Chen, Diego A. R. Dalvit, Abul K. Azad
Revista: Nature Communications
Vol.: 11, Article number: 1469
DOI: 10.1038/s41467-020-15273-1

 

Fonte:

Inovação Tecnológica

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=antenas-parabolicas-transformando-espelhos-planos&id=010150200326#.X6k6LsJKhph