Ruptura de design

Antenas finalmente ficam digitais e vão mudar celulares

Redação do Site Inovação Tecnológica -  01/09/2016

As antenas dos celulares são colocadas no topo e na base do aparelho. É por isso que a tela não pode cobrir o telefone inteiro. Com as antenas digitais, essa restrição deixa de existir.[Imagem: Aalto University]

Antena digital

Engenheiros finlandeses deram o salto tecnológico esperado desde o surgimento dos semicondutores eletrônicos: eles "digitalizaram" as antenas.

Apesar de estarmos mergulhados em um mundo quase totalmente digital, as indispensáveis antenas são dispositivos tipicamente analógicos, que transmitem e recebem ondas. Assim, cada aparelho precisa de um circuito para converter os sinais que recebe da antena de analógicos para digitais, e outro para converter de digitais para analógicos os sinais que vai transmitir.

E as antenas atuais funcionam em frequências para as quais foram cuidadosamente projetadas, o que significa dizer que cada banda de frequência de transmissão exige sua própria antena.

Uma antena digital, por sua vez, pode ser configurada instantaneamente para trabalhar com qualquer frequência.

"Desta forma, muitas aplicações dos smartphones, como GPS, Bluetooth e Wi-Fi, não vão mais precisar ter suas próprias antenas. Em vez disso, toda a transferência de dados do telefone pode ser realizada através de uma única antena controlada digitalmente. Isto, por sua vez, torna o design do telefone mais fácil e permite um tamanho de tela maior em relação ao tamanho do telefone, já que a antena não irá exigir muito espaço," explica Jari-Matti Hannula, da Universidade Aalto.

Antena reconfigurável

A antena digital consiste em um sistema de múltiplas "portas", mutuamente acopladas. Controlando o sinal de excitação de cada porta, pode-se maximizar a eficiência de irradiação do sinal e, ao mesmo tempo, minimizar a potência refletida, o que significa mais alcance e menor consumo de energia.

Para ajustar a banda de transmissão - para atender às necessidades de cada tecnologia de transmissão de dados, como telefonia, Wi-Fi, GPS etc. - o sistema pode ser montado com diferentes componentes de frequência que possam ser combinados, de forma instantânea, para cada frequência de transmissão.

Também é possível acoplar ao sistema as antenas analógicas tradicionais, de forma a atender às necessidades de cada equipamento.

1.000 vezes mais dados

Além da possibilidade de reconfiguração, dos ganhos de eficiência e da diminuição do espaço dentro dos aparelhos, as antenas digitais demonstraram ser possível atingir uma velocidade de transferência de dados de 100 a 1.000 vezes mais rápida do que a alcançada pelos celulares atuais.

"O passo seguinte no processo de desenvolvimento já está em andamento com o início dos testes em cooperação com a Huawei, utilizando dispositivos de telefonia móvel de quinta geração. Nós também estamos desenvolvendo, em conjunto com outros pesquisadores da Universidade de Aalto, os sistemas eletrônicos digitais para controlar as antenas," disse o professor Ville Viikari, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Concept for Frequency Reconfigurable Antenna Based on Distributed Transceivers
Jari-Matti Hannula, Jari Holopainen, Ville Viikari
IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters
Vol.: PP, Issue: 99
DOI: 10.1109/LAWP.2016.2602006