Metamateriales habilitado Antenas ayudar a mejorar los sistemas de comunicaciones por satélite

Más pequeño, más ligero, mejor rendimiento y antenas miniatura más multifuncionales con un mayor rendimiento puede ser posible utilizando materiales inteligentes, según los ingenieros de Penn State. Una aplicación particularmente prometedora de esta tecnología es para sistemas de comunicaciones por satélite. 

Estas antenas hechas de materiales metamateriales-fabricados que poseen propiedades exóticas no suelen encontrarse en la naturaleza, se pueden integrar con radios digitales electrónicos modernos que son controlados de software, facilitando un sistema de comunicaciones de transformación con notable frecuencia y agilidad polarización.

Los ingenieros, que informaron de su investigación en un número reciente de Advanced Electronic Materials, desarrollaron un pequeño funcionalizado, antena, metamaterial operado por componentes tuning simultánea del metamaterial y la antena juntos como un sistema, dijo Clinton Scarborough, quien trabajó en esta investigación para su disertación.

Los metamateriales derivan sus propiedades inusuales de las estructuras fabricadas en lugar de interacciones atómicas o moleculares por sí solos.

"Antenas basadas en metamateriales menudo sufren un estigma de anchos de banda de operación impracticablemente estrechas, al igual que las pequeñas antenas", dijo Scarborough. "Las radios tienen que ser capaces de operar sobre un ancho de banda considerable, pero normalmente sólo en un solo canal a la vez. Las leyes de la física dictan que una pequeña antena metamaterial tendrá un pequeño ancho de banda, pero radios moderna puede sintonizar fácilmente la antena para que opera en cualquier canal de la radio está utilizando actualmente, dando un rendimiento comparable a una antena de gran banda ancha mientras que ocupa menos espacio e incluso proporcionar nuevas capacidades ".

Los ingenieros desarrollaron un metamaterial sintonizable que les permite sintonizar una antena en miniatura con anchos de banda instantáneas estrechas a través de una banda de comunicaciones de todo en función del canal en uso, dijo Douglas H. Werner, John L. y Genevieve H. McCain Presidente Profesor de Ingeniería Eléctrica.

"Ajuste del metamaterial y la antena en conjunto proporciona un canal operativo dinámico, con un sintonizable, respuesta de polarización de casi arbitraria como un beneficio adicional", dijo Werner. "Mediante el empleo de nuestros conceptos metamateriales funcionalizados, hemos sido capaces de idear una manera sintonizar dinámicamente la respuesta de frecuencia y polarización para la antena, mientras que, al mismo tiempo, proporcionar una vía a la ampliación de los diseños a bajas frecuencias."

Muchos grupos de investigación están trabajando en diferentes tipos de antenas metamateriales habilitado, pero el área que ha sido todo un reto es encontrar la manera de escalar estas estructuras metamateriales y antena asociada a operar a frecuencias más bajas, manteniendo un tamaño físico práctico y de peso para el dispositivo resultante integrado en general, cuanto menor sea la frecuencia, más grande es la antena, dijo Werner.

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