Las nuevas antenas de ondas impresas en 3D son milimétricas, mucho más rápidas y económicas de producir que las que utiliza actualmente la industria de las telecomunicaciones y tienen el mismo nivel de rendimiento. Este desarrollo podría ayudar a impulsar la innovación, acelerar la producción de nuevos prototipos y facilitar el despliegue de nuevas infraestructuras 5G y 6G en todo el mundo.
Antenas impresas en 3D desarrolladas por investigadores de EEE podrían llevar 5G y 6G a comunidades remotas
Las antenas de ondas milimétricas (mmWave), que han sido diseñadas, fabricadas y probadas por investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de la Universidad de Sheffield, tienen un rendimiento de radiofrecuencia que iguala a las producidas mediante técnicas de fabricación convencionales.
Las antenas impresas en 3D podrían acelerar el desarrollo de nuevas infraestructuras 5G y 6G, así como ayudar a abrir el acceso a las tecnologías para las personas que viven en áreas remotas, tanto en el Reino Unido como en todo el mundo.
Las antenas que se utilizan actualmente para construir redes de telecomunicaciones suelen ser lentas y costosas de fabricar. Esto está obstaculizando la innovación, retrasando el desarrollo de prototipos y dificultando la construcción de nuevas infraestructuras. Los investigadores de Sheffield han desarrollado un nuevo diseño que permite fabricar antenas de radio mucho más baratas y rápidas mediante la impresión 3D sin comprometer el rendimiento. La técnica significa que las antenas se pueden producir en tan solo unas pocas horas, por solo unas pocas libras, pero con capacidades de rendimiento similares a las antenas fabricadas de manera convencional, cuya creación suele costar cientos de libras.
Comparando el funcionamiento de las nuevas antenas impresas 3D con las tradicionales
A continuación, se muestran algunos gráficos de superficie en 3D creados en el laboratorio de medición; estos gráficos muestran una comparación entre un ejemplo fabricado tradicionalmente y la antena impresa en 3D creada por el equipo de la Universidad de Sheffield. Las antenas utilizan nanopartículas de plata, que tienen excelentes propiedades eléctricas para radiofrecuencia, y han sido probadas en varias frecuencias utilizadas por las redes 5G y 6G, hasta 48 GHz.
Su respuesta de dominio de ganancia y tiempo, que afecta la dirección y la fuerza de la señal que pueden recibir y transmitir, es casi indistinguible de los fabricados tradicionalmente.
Imagen de los gráficos de superficie 3D de las antenas medidas en la Universidad de Sheffield
Eddie Ball, del Grupo de Investigación de Comunicaciones de la Universidad de Sheffield, explica: «Este diseño impreso en 3D podría cambiar las reglas del juego para la industria de las telecomunicaciones. Nos permite crear prototipos y producir antenas para redes 5G y 6G a un costo mucho menor y mucho más rápido que las técnicas de fabricación actuales. El diseño también podría usarse para producir antenas a una escala mucho mayor y, por lo tanto, tener la capacidad de cubrir más áreas y llevar las redes móviles más rápidas a partes del mundo que aún no han tenido acceso».
La prueba de radiofrecuencia de la antena se realizó utilizando el Laboratorio Nacional de Medición de Ondas milimétricas UKRI de la Universidad de Sheffield, líder en la industria. La instalación de medición de ondas milimétricas puede medir sistemas en chip y antenas a 110 GHz, lo cual es invaluable para la investigación de comunicaciones, como la que se lleva a cabo en la antena impresa en 3D.
El equipo que trabaja en la antena impresa en 3D en las instalaciones de mmWave, todos ellos con sede en el Departamento de Ingeniería Electrónica y Eléctrica de Sheffield, incluye a Matt Davies, Benedict Davies, Sumin David Joseph, Steve Marsden, Eddie Ball y Jon Willmott. La investigación fue financiada por el Acelerador de Defensa y Seguridad y el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa del Gobierno del Reino Unido.
Fuente: University of Sheffield
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