Vormveranderende antenne biedt flexibel frequentiebereik

MIT-onderzoekers presenteren een herconfigureerbare ‘meta-antenne’ die haar frequentiebereik aanpast door simpelweg van vorm te veranderen.

Waar conventionele antennes een vast frequentiebereik hebben, kan de nieuwe meta-antenne worden uitgerekt, ingedrukt of gebogen. Hierdoor verandert de resonantiefrequentie, zonder dat er meerdere antennes of complexe mechanische systemen nodig zijn. Het geheim zit in de toepassing van auxetische metamaterialen: materialen waarvan de eigenschappen afhangen van de geometrische structuur.

Technische opbouw

• Structuur: diëlektrische laag tussen twee geleidende lagen, gesneden met een lasersnijder
• Sensoren: geleidende patch (sprayverf) vormt een resonante patch-antenne
• Duurzaamheid: extra coating met flexibele acryllak beschermt de scharnierpunten
• Levensduur: bestand tegen meer dan 10.000 cycli van uitrekken en indrukken

Toepassingen

De antenne is veelzijdig inzetbaar, onder meer voor:

• slimme wearables, bijvoorbeeld energieoverdracht en biometrische metingen zoals ademhaling via borstkasuitzetting
• consumentenelektronica, zoals koptelefoons die schakelen tussen noise-cancelling en transparante modus (frequentieverschuiving 2,6 procent)
• slimme omgevingen, zoals gordijnen die automatisch lichtinval regelen
• AR/VR-systemen, voor nauwkeurige bewegingsdetectie en draadloze communicatie

Ontwerp op maat

Het team ontwikkelde ook een digitale ontwerptool waarmee engineers zelf metamateriaal-antennes kunnen configureren. De software berekent automatisch het frequentiebereik op basis van parameters zoals patchgrootte, diëlektrische dikte en celgeometrie.

Vooruitblik

De volgende stap is de ontwikkeling van driedimensionale meta-antennes, nog robuustere materialen en verdere automatisering van het ontwerpproces. Daarmee kan de technologie uitgroeien tot een flexibel platform voor draadloze communicatie en sensortoepassingen.