Pesquisadores desenvolveram um metamaterial 2D ultrafino que melhora a comunicação via satélite, ampliando o potencial das redes 6G

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.

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.

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.

Fonte: Olhar Digital