Pienempi antenni - parempi mieli

Norteastern Unversityn tutkijat professori Nian Sunin johdolla ovat kehitelleet täysin uutta lähestymistapaa antennien suunnitteluun.

Kehitystyö antaa tutkijoille mahdollisuuden rakentaa antenneja, jotka ovat jopa tuhat kertaa pienempiä kuin tällä hetkellä käytettävissä olevat antennit.

Sähkömagneettisilla aalloilla on suhteellisen pitkä aallonpituus ja antennien on oltava tietyn kokoinen toimiakseen tehokkaasti sähkömagneettisen säteilyn parissa.

Niiden sijaan tutkijat suunnittelivat antennit akustiselle resonanssille. Niiden aallot ovat noin 10 tuhatta kertaa pienempiä kuin sähkömagneettiset aallot. Tämä tarkoittaa antennia, joka on yksi tai kaksi suuruusluokkaa pienempi kuin nykyisin saatavilla olevat kompakteimmat antennit.

Koska akustisella resonanssilla ja sähkömagneettisilla aalloilla on sama taajuus, uudet antennit toimisivat edelleen matkapuhelimissa ja muissa langattomissa viestintälaitteissa.

Teknisesti tutkijat toteuttivat nanomekaanisia magnetosähköisiä (ME) antenneja, joiden perustana on ripustettu ferromagneettinen/pietsosähköinen heterokalvo.

Vastaanotossa nämä antennit tunnistavat sähkömagneettisten aaltojen magneettikentät ja tuottavat pietsosähköisen antojännitteen. Lähetettäessä pietsomekaniikka stimuloivat ferromagneettiseen kalvoon magneettisia värähtelyjä ja sitä kautta sähkömagneettisia aaltoja.

Antenni voi olla niin pieni, koska akustiset aallot kulkevat kalvossaan hitaammin kuin vastaavat sähkömagneettiset aallot. Esimerkiksi yhden gigahertzin taajuinen aalto - joka liikkuu valonopeudella - kulkee miljardiosasekunnissa 30 senttimetriä. Mutta ohutkalvon värähdellessä samalla taajuudella liikahdus on vain muutama sata nanometriä.

Pienillä antenneilla on suuria mahdollisuuksia paitsi esineiden Internetin laitteille ja mutta erityisesti biolääketieteessä. Professori Sun on myös bioteknisen tiedekunnan jäsen ja hänen mukaan eräs sovellus olisi neurokirurgiaan liittyvä antenni, joka voi tuntea neuronin käyttäytymistä syvällä aivoissa.

"Millimetrin tai jopa mikrometrin kooltaan oleva antenni tekisi biolääketieteellisen implantoinnin helpommaksi ja kudosvauriota olisi paljon vähemmän", toetaa Nian Sun.

Aiheesta aiemmin:

Ajoneuvosta antenni