Gai dira puntutik punturako komunikazio ultraazkarretarako idealak diren maiztasunetan igortzeko
Smart Cities Institutuari (ISC) atxikitako NUPeko ikertzaileen talde batek antena trinkoen zenbait modelo diseinatu ditu, oso fidagarriak eta 100 GHz-etik (gigahertz) gorako maiztasunean igortzeko gai direnak; etorkizunean puntutik punturako komunikazio ultraazkarretarako erabiltzen ahalko dira. Modelo horietan 6G teknologiaren hedapena hartu dute kontuan ikertzaileek, aurreikuspenen arabera datorren bosturtekoan hasiko batira teknologia hori benetako erabileretarako ezartzen eta merkaturatzen. Horrek eskatzen du banda-zabalera handiagoetan komunikatzeko aukera emanen duten azpiegituren garapen teknologikoa, hala nola prestazio handiko antenena.
Miguel Beruete Seinalearen Teoriako eta Komunikazioetako irakasle, Antenen Taldeko kide eta TERALAB laborategiko buruak adierazi duenez, “erraz azaltzeko, esanen dugu wifiak 2,4 GHz-etan funtzionatzen duela eta telefonia mugikorrak, berriz, 2,1 GHz-etan gutxi gorabehera. Baina, 6G-ari buruz mintzatzen garenean aipatzen ditugun abiadurak lortzeko, 300 GHz-era iristen saiatzea beste erremediorik ez dugu. Banda horiek aztertze bidean daude orain, baina dagoeneko jasota daude 5G estandarrean (gaur egun 5G estandarra 100 GHz-era iristen da)”.
Nahiz eta oraindik ez den definitu 6G estandarra eta ez dakigun espektroko zer banda erabiliko diren datuak transmititzeko, uste da 1 TB inguruko abiadurak eta 0,1 ms baino gutxiagoko latentziak lortuko direla, eta horrek oso maiztasun altuetan igortzera behartuko gintuzke. Hori dela eta, Miguel Beruete, Iñigo Ederra, Jorge Teniente eta Dayan Pérez-Quintana Antenas Taldeko ikertzaileek antena aurreratuak diseinatzeko egin dute lan azken urtean, antena horiek gauza izan daitezen fidagarritasunez jarduteko orain arte ia esploratu gabe dauden maiztasun bandetan.
Erronka horri aurre egiteko orduan ekipoen diseinatzaileek duten arazorik handiena produkzioarena da; izan ere, maiztasun handiagoekin lan egiteak elementuen tamaina ahalik eta gehiena txikitzea eskatzen du, eta horrek akatsak eragiten ditu. “Elektromagnetismoak duen alde ona da guztiz eskalagarria dela. Maiztasun oso handiak lortu nahi baditut, teorian nahikoa da antena txikiagoak egitea. Hala ere, elementuen tamaina asko txikituz gero, arazoak izaten ahal dira perdoiekin”, azaldu du Miguel Beruetek.
Paradoxa hori dela eta, gaur egun antenek dituzten irtenbide konbentzionalak ez dira egokiak hain maiztasun altuetan behar bezala jarduteko, eta, ondorioz, arlo horretako ikertzaileek berrikuntza disruptiboak asmatu behar dituzte. Zehazki, NUPeko ikertzaileek garatutako teknologiek irtenbide bakarrean konbinatzen dituzte literatura zientifikoko zenbait hobekuntza.
Diseinu aurreratua
Azken urtean asmatutako modeloek antena lauaren diseinu oso aurreratu bat dute oinarri, “bull’s eye” izenarekin ezagutzen dena (diana ingelesez). Antena horrek forma helikoidala du, eta zenbait ildo zentrokide erdiko puntu baten inguruan. Horri esker, doitasun handiz bideratzen ahal da erradiazioa. “Forma horri esker, antenak aurrerantz irradiatzen du ia guztia, laser erakusle bat balitz bezala, eta, gainera, potentzia handiarekin. Praktikan parabola baten antzekoa da, baina askoz ere trinkoagoa formaz, eta, ondorioz, erraz instalatzeko modukoa da, eta fuselaje batean… edo behar den lekuan sartzeko modukoa”, esan du ikertzaileak.
Modelo horien arazoa da orain arte ezin izan direla maiztasun handiekin erabili, eta hori lortu dugu orain, uhinak gidatzeko sistema bat sartuz, “Gap Waveguide” teknikaren bidezkoa. “Erradiazioa transmititzeko ohiko soluzioa uhin-gida bat izaten da, metalezko hodi moduko bat seinalea bideratzeko. “Gap Waveguide” sistemak metalezko kaxa moduko batean gordetzen du erradiazioa; kaxa horrek pinak edo zutoinak ditu, uhina harrapatu eta potentzia galdu gabe gidatzen dutenak, eta horrek maiztasun handietan funtzionatzea errazten du”, azaldu du proiektuaren arduradunak.
Antenen belaunaldi berri honen beste abantaila handi bat da polarizazio zirkularreko sistema bat hartzen duela barne. Polarizazioak eremu elektriko irradiatuaren orientazioari egiten dio erreferentzia, eta komunikazio konbentzionaletan horizontala edo bertikala izan ohi da. Arazoetako bat da, uhinen ibilbidean oztoporen bat egonez gero (adibidez, “indoor” inguruneetan), despolarizazioa gertatzen dela, eta fenomeno horrek eremuaren orientazioa aldatzen du, eta, ondorioz, transmisioaren potentzia jaisten da. “Aitzitik, polarizazio zirkularrean eremua zirkulu batean bueltaka ibiltzen da. Aukera hori askoz sendoagoa da despolarizazioari aurre egiteko; izan ere, erreboteak gorabehera, eremu elektromagnetikoak ia aldaketarik gabe jarraitzen du bueltaka, ez da askorik aldatzen”, esan du irakasleak.
Ikertzaileen iritziz, garapen berri horiek, oro har, soluzio trinko, sendo eta oso indartsua lortzen dute, eta puntutik punturako edozein loturatan erabiltzen ahal dira, potentzia galdu gabe norabide bakarrean irradiatzeko duten gaitasunari esker. “Irtenbide bikaina da, adibide bat jartzearren, unibertsitate batentzat, baldin eta campus batean urruneko bi eremu komunikazio-sare ultraazkar batekin konektatu nahi baditu kablea bota beharrik gabe”, amaitu du Beruetek.