Um grupo de engenheiros da Universidade de Glasgow, na Escócia, desenvolveu um novo metamaterial 2D, ultrafino e de baixo custo, capaz de transformar a comunicação via satélite. A tecnologia, detalhada em um artigo na Communications Engineering, pode facilitar a transmissão de grandes volumes de dados e melhorar a qualidade dos sinais, crucial para redes 6G.
Metamateriais são estruturas artificiais projetadas para ter características que não existem em materiais naturais. O novo material desenvolvido tem apenas 0,64 mm de espessura, composto por células de cobre geométrico sobre uma placa de circuito comercial, usada em comunicações de alta frequência.
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Esse design permite manipular e converter ondas de rádio, especialmente nos espectros Ku, K e Ka (12 GHz a 40 GHz), frequências usadas em satélites e sensoriamento remoto. A conversão de polarização linear para circular, promovida por essa superfície, é uma das grandes inovações, garantindo comunicações mais estáveis e resistentes a interferências atmosféricas.
Polarização circular na comunicação por satélite
- Na comunicação via satélite, a polarização circular se destaca pela robustez contra distúrbios atmosféricos, como chuva e interferências ionosféricas.
- Essa característica reduz a degradação de sinais, melhorando a eficiência e eliminando a necessidade de alinhamento preciso entre antenas, um grande desafio em dispositivos móveis e satélites em órbita.
- Além disso, a polarização circular dobra a capacidade de canal, utilizando as polarizações circular direita e esquerda.
- Isso simplifica o design de antenas para pequenos satélites, aumentando a capacidade de rastreamento e assegurando links de comunicação em ambientes adversos.
Testes e resultados
Os experimentos conduzidos com o novo metamaterial mostraram que ele mantém alto desempenho mesmo quando os sinais de rádio incidem em ângulos de até 45 graus — fator crítico para aplicações espaciais, onde o alinhamento entre satélites nem sempre é perfeito.
Os testes em laboratório, realizados com as chamadas antenas cornetas (horn antennas) e um analisador de rede, demonstraram que a conversão de polarização linear para circular foi eficiente, com resultados experimentais próximos às simulações realizadas.
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Aplicações futuras e produção
De acordo com o professor Qammer H. Abbasi, líder do projeto, o metamaterial 2D é uma evolução significativa no campo, podendo ser fabricado em larga escala com técnicas convencionais de placas de circuito impresso. Isso abre portas para uma produção acessível e em grande volume, viabilizando seu uso em satélites de comunicação e dispositivos para monitoramento ambiental e migração de fauna.
O desenvolvimento também pode impactar a conectividade global, melhorando a qualidade dos sinais para smartphones e transmissões de dados em alta velocidade, elementos essenciais para a implementação de redes 6G.