Antenas planas nos tellados

2007/05/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingeniaritza
• Materialak
• Telekomunikazioak

(Foto: Universidade Pública de Navarra; LABEIN)

A antena deseñada e patentada por Miguel Beruete é una lámina de aluminio de pouco máis dun centímetro de espesor, con círculos concéntricos que se poden colocar no teito ou na parede. A antena pode recibir ondas de radio e microondas. Estas ondas constitúen o espectro electromagnético da televisión, os teléfonos móbiles, as redes informáticas locais, o wi-fi, etc.

Menor impacto visual

Esta antena, ao ser plana, ten un menor impacto visual que as antenas que se comercializan na actualidade. Ademais, non é moi caro, xa que todo o aparello é metálico e fácil de fabricar. En canto ás características de radiación, compite coas antenas convencionais, xa que pode ser máis una antena de dirección ou un isótropo, segundo quéirase.

Una antena isótropo apropsa, por exemplo, irradiará igual en todas as direccións do espazo. A antena de dirección irradiará nunha dirección. As antenas actuais sitúanse entre ambos os extremos. No caso das antenas planas pódense deseñar antenas planas con características isótropas ou direccionales en función da aplicación que se queira utilizar. Por exemplo, paira as comunicacións dos móbiles é conveniente dispor dunha antena isótropo que permita una boa cobertura e a difusión do sinal dun móbil a outro. Na comunicación por satélite, con todo, convén concentrar a potencia radiada nun único punto, sen perder potencia no resto de direccións. As antenas parabólicas son un claro exemplo destas últimas.

Por outra banda, a antena plana pode contribuír a paliar dalgunha maneira a saturación do espectro electromagnético debido aos sinais de telefonía, wi-fi (2.400 e 5.000 MHz), GPRS (890-960 MHz e 1.800 MHz), televisión por satélite (7 e 16 GHz), etc. Nestas aplicacións, a tendencia é clara cara a frecuencias altas. De feito, as investigacións actuais tenden a investigar e propor aplicacións paira outras frecuencias aínda non utilizadas.

Miguel Beruete, na súa tese, traballou en bandas de frecuencia de ondas milimétricas nun rango de frecuencias de 30 e 300 GHz aproximadamente. É dicir, tratou de paliar a saturación do espectro electromagnético. As antenas planas pódense deseñar en calquera frecuencia, pero o investigador navarro ha deseñado antenas capaces de emitir e recibir sinais milimétricas, xa que estas teñen maior capacidade de transmisión de información.

Precisamente, durante o estudo das melloras na transmisión de sinais, o investigador navarro realizou o deseño das antenas planas. Observou que a transmisión do sinal a través de una pequena abertura dunha lámina metálica pode mellorarse mediante surcos no metal. Ese é a orixe das antenas planas. Este fenómeno coñécese como fenómeno de transmisión extraordinaria, contrastado con ondas ópticas. As ondas ópticas son un conxunto de luz ultravioleta, visible e infravermello próximo. Pois ben, Miguel Beruete, na súa tese, estendeu este fenómeno ao rango dos microondas e as ondas milimétricas, estendéndoo a todo o espectro electromagnético.

Miguel Beruete, enxeñeiro de telecomunicacións.

Universidade Pública de Navarra

Transmisión extraordinaria

A transmisión extraordinaria (ET, polas súas siglas en inglés) é un fenómeno moi especial. Consiste en transmitir a través de placas metálicas perforadas con aberturas moi pequenas a potencia dun determinado ancho de banda, con dúas particularidades: por unha banda, que as aberturas son menores que a lonxitude de onda da onda de ataque, é dicir, que a onda pasa por aberturas menores que ela; e por outro, que neste proceso o sinal refórzase.

Fenómeno da transmisión extraordinaria na Universidade Louis Pasteur de Estrasburgo. W. Foi o primeiro profesor de Ebbes en 1989, nun experimento con lonxitudes de onda ópticas. Experimentou con materiais perforados e descubriu que toda a luz que chegaba polos buracos e que saía máis. Pero non buscou ningunha explicación a este fenómeno e non se publicou en revistas científicas.

O físico teórico Peter Wolff explicou o fenómeno da transmisión extraordinaria case dez anos despois. Agora, Miguel Berueta conseguiu experimentar una transmisión extraordinaria entre ondas milimétricas e puido preparar unhas antenas innovadoras.

Metamateriales tamén

Os metamateriales son estruturas artificiais que presentan comportamentos electromagnéticos inexistentes na natureza. Hoxe en día hai cousas así, pero até hai pouco non eran máis que un concepto teórico antigo. O británico John Pendry propuxo en 2000 como se podían fabricar estes materiais. Desde entón, realizáronse numerosos estudos e o investigador navarro Miguel Beruete reuniu na súa tese o fenómeno da transmisión extraordinaria e os metamateriales.

(Foto: Universidade Pública de Navarra; LABEIN)

O investigador navarro propón na súa tese una estrutura baseada na acumulación periódica de ferros metálicos perforadas cunha transmisión extraordinaria entre ondas milimétricas. Esta acumulación comprobou que ten propiedades similares ás dos metamateriales. Ademais, ha visto que é un material con baixas perdas.

É posible que as novas estruturas utilícense paira facer a lente perfecta, una lente con mellores características que as convencionais en canto a capacidade de focalización, resolución de especificaciones, etc.