Інженери створили унікальні антени для мобільного зв'язку: їх можна надіти

Дослідники знайшли унікальний і креативний спосіб удосконалити технологію радіоантен, зв'язавши їх у тканину.

У найближчому майбутньому пристрої зв'язку можуть стати такими ж портативними і гнучкими, як одяг. Про це пише Interesting Engineering.

Інженери Колумбійського університету, використовуючи традиційні методи плоскої в'язки, створили першу у своєму роді "ковдру", в яку вбудовані метаповерхні. Ці в'язані антени можуть бути корисні для зв'язку на великих відстанях, пропонуючи легке, гнучке і просте в розгортанні рішення.

Науковці шукали економічно ефективний і дієвий метод безпосереднього вбудовування плоских антенних решіток у текстильні матеріали. Для цієї розробки було використано старовинну техніку кольорового в'язання, звану флоат-жакардовим в'язанням. Це допомогло їм створити гнучкі та легкі метаповерхні сантиметрового діапазону, що являють собою тонкі оптичні компоненти, які керують світлом.

Для створення прототипів пристроїв на основі тканини дослідники використовували наявні в продажу металеві та діелектричні нитки. Ці спеціалізовані нитки, які проводять електрику або ізолюють, відповідно, були оброблені з використанням стандартних в'язальних машин. Отримані прототипи включали лінзу метаповерхні та генератор вихрового променя, обидва з яких є типами пристроїв рефлекторної матриці.

Для створення складних візерунків, необхідних для цих пристроїв, дослідники використовували плаваюче жакардове в'язання. У цьому методі для створення дизайну використовують кілька типів пряжі.

Примітно, що кожен квадратний метр метаповерхні було зв'язано всього за 45 хвилин. Ба більше, пристрої з плоскої трикотажної тканини виявилися неймовірно міцними, витримавши багаторазові цикли прання і випробування на розтягнення. Цікаво, що ці метаповерхні функціонують як великі портативні антени для далекого зв'язку.

Дослідники експериментально продемонстрували подвійну функціональність метаповерхонь: спочатку як приймальної антени, а потім як передавальної антени. Надалі вони планують розширити свої дослідження, вивчаючи різні методи в'язання і машини для створення ще більш складних і багатофункціональних тканин. Ці тканини можуть містити електронні схеми та інші механічні елементи.

Масштабованість методів плоского в'язання є суттєвою перевагою. Дослідники мають намір використати цю можливість для розроблення антен з високим коефіцієнтом посилення і великими апертурами. Вони могли б підійти для супутникового зв'язку на великих відстанях.