Investigadores de la Universidad de Princeton, Estados Unidos, han creado un componente clave para desbloquear una banda de comunicaciones que aumentará drásticamente la cantidad de datos que los sistemas inalámbricos pueden transmitir, informa Europa Press.
El ensamblaje de pequeños chips en superficies programables únicas llamadas metasuperficies permite a los ingenieros controlar y enfocar las transmisiones en la banda de terahercios del espectro electromagnético. Los terahercios, un rango de frecuencia ubicado entre las microondas y la luz infrarroja, pueden transportar muchos más datos que los sistemas inalámbricos actuales basados en radio.
Con los sistemas de comunicaciones de quinta generación (5G) que ofrecen velocidades de 10 a 100 veces más rápidas que la generación anterior, la demanda de ancho de banda es cada vez mayor.
Frente a la aparición de tecnologías como los automóviles autónomos y las aplicaciones de realidad aumentada, la banda de terahercios presenta una oportunidad para los ingenieros que buscan formas de aumentar las tasas de transmisión de datos.
Para aprovechar el espacio expandido en la banda de terahercios, los ingenieros deberán superar algunos desafíos, y ahí es donde entra la metasuperficie. A diferencia de las ondas de radio, que atraviesan fácilmente obstrucciones como paredes, los terahercios funcionan mejor con una línea de visión relativamente clara para la transmisión.
Nuevas posibilidades
El dispositivo de metasuperficie, con la capacidad de controlar y enfocar las ondas de terahercios entrantes, puede hacer las transmisiones en cualquier dirección deseada. Esto no sólo puede permitir redes inalámbricas reconfigurables dinámicamente, sino que también abre nuevas tecnologías de detección e imágenes de alta resolución para la próxima generación de robótica, sistemas ciberfísicos y automatización industrial.
Debido a que la metasuperficie se construye utilizando elementos de chip de silicio estándar, es de bajo costo y se puede producir en masa para colocarla en edificios, letreros de calles y otras superficies.
“Un rayo de terahercios sería como un puntero láser, mientras que los transmisores de ondas de radio actuales son como bombillas que envían luz a todas partes. Una metasuperficie programable es aquella que produce cualquier campo posible; es el proyector definitivo”, explicó Kaushik Sengupta, profesor asociado de electricidad e ingeniería en Princeton. Su investigación se centra en sistemas integrados a escala de chips a través de ondas de radio, de terahercios a frecuencias ópticas. Destacó que el bajo costo de producción de la metasuperficie y su capacidad de programación significan que podría ser un potenciador importante para las comunicaciones y las capacidades de red.
Los investigadores de Princeton encargaron una fundición de chips de silicio para fabricar la metasuperficie como mosaicos en chips de silicio estándar. De esta manera, los investigadores demostraron que la metasuperficie programable de terahercios se puede configurar en matrices de mosaicos escalables y de bajo costo.