Durante las últimas semanas, hemos estado hablando sobre la tecnología de las comunicaciones, terrestres y por satélite. Puedes ver nuestros artículos sobre la historia de las generaciones móviles en la historia de las generaciones móviles en o sobre la aplicaciones de los satélites en.
Las tecnologías terrestres y de satélite tienen distintas funciones en las comunicaciones, pero ambas usan ondas de radio, lo que significa que ambas requieren antenas para transmitir y recibir esas ondas. Tu teléfono móvil contiene al menos una antena; aunque podría contener más.
El Dr. Soheyl Soodmand, nuestro arquitecto senior de RF y antenas, ha escrito un artículo para compartir su experiencia sobre la tecnología de antenas. A continuación, puedes disfrutar del artículo sobre cómo funcionan las antenas y sobre algunos de los diferentes tipos de antenas importantes para nuestro trabajo en Darwin.
–
El diccionario Webster define una antena como «un dispositivo generalmente metálico (como una varilla o alambre) para irradiar o recibir ondas de radio». El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) define la antena como «un medio para irradiar o recibir ondas de radio». Esta última definición es mejor ya que las antenas modernas utilizan diferentes materiales y se implementan en diversas formas.
Cuando informalmente nos referimos a antenas, lo más común es pensar en un conjunto de tres elementos distintos:
- La antena, que transmite y recibe las ondas de radio hacia/desde el espacio.
- El receptor o transmisor, que transforma estas ondas en señales eléctricas.
- La estructura intermedia, guía de ondas o línea de transmisión, que transporta las ondas entre los otros dos elementos.
Las antenas están diseñadas para funcionar en frecuencias de radio específicas y no transmiten ni reciben ondas de radio fuera de este rango.
Para los sistemas de comunicación inalámbrica, la antena es uno de los componentes más importantes. Un buen diseño de antena puede aflojar los requisitos del sistema y mejorar el rendimiento general del sistema. La antena sirve para un sistema de comunicación que funciona como los ojos para el ser humano. Algunos tipos de antenas incluyen un cable, apertura, microbanda, matriz, reflector, lente, etc.
Para describir el rendimiento de una antena, es necesario considerar varios parámetros: patrón de radiación, densidad de potencia de radiación, intensidad de radiación, ancho de haz, directividad, eficiencia, ganancia, eficiencia de haz, ancho de banda, polarización, eficiencia de radiación, longitud efectiva del vector, temperatura, etc. Para antenas de entrada múltiple y antenas de matriz, también hay que considerar otro parámetro, como el aislamiento. Una descripción de estos parámetros está más allá del alcance de este artículo, pero la lista debería darle al lector una idea de la complejidad involucrada en el análisis de las opciones de antena para identificar la solución óptima para una aplicación determinada.
En el caso del trabajo de Darwin, las antenas se montan en vehículos para comunicarse con estaciones base móviles y con satélites. Para optimizar la transmisión y recepción de ondas de radio, es necesario enfocar la transmisión y recepción de ondas entre el vehículo y la torre celular o satélite en el espacio; esto se logra mediante una técnica llamada “Formación de Haces”. Debido a que hay movimiento en relación con las coordenadas del vehículo y el satélite o la torre celular, los haces de ondas de radio deben realinearse constantemente; esto se logra mediante una técnica llamada dirección de haz. Finalmente, para mejorar la aerodinámica y preservar la estética de los vehículos, existe una preferencia por las antenas que son planas o capaces de adaptarse a la superficie del techo del vehículo.
Se han identificado tres opciones tecnológicas para las antenas de perfil bajo: antenas de metamaterial, antenas de lente y antenas de matriz en fase.
- Antenas de metamaterial: un metamaterial es un material que obtiene sus propiedades de su estructura y no directamente de su composición. Los metamateriales tienen propiedades que no se encuentran en materiales naturales. La implementación más común de metamateriales aprovecha el cristal líquido para sintonizar individualmente miles de elementos irradiantes, de manera similar a la tecnología utilizada en los televisores LCD.
- Antenas de lente: una antena de lente utiliza las propiedades de convergencia y divergencia de una lente para transmitir y recibir señales. Estas antenas consisten en una pequeña antena de alimentación seguida de una lente hecha de material dieléctrico, que manipula las ondas electromagnéticas.
- Antenas de arreglo en fase: las antenas de arreglo en fase, como su nombre indica, son un arreglo de antenas. Lo que los hace únicos es su capacidad para cambiar la forma y la dirección del patrón de radiación sin mover físicamente las antenas. Esto se logra transmitiendo señales de igual frecuencia desde todos los elementos individuales de la matriz con una cierta diferencia / cambio de fase entre ellos.
Darwin está siguiendo muy de cerca los desarrollos de la tecnología de antenas para seleccionar las opciones más adecuadas para nuestra solución móvil y por satélite convergente.
Dr. Soheyl Soodmand, arquitecto senior de RF y antenas
Darwin Innovación es una empresa con sede en Málaga que proporciona servicios relacionados con vehículos autónomos y comunicaciones terrestres y por satélite. Si estás interesado en trabajar con nosotros, puedes echar un vistazo a nuestra página de empleo. Si quieres saber cómo podemos ayudar a su empresa a utilizar vehículos autónomos, contáctanos.
