Conversor de luz para micro-ondas simplifica tecnologias 6G

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/05/2022

É uma mistura de antena e relé, tudo em uma superfície com 2 mm de espessura.
[Imagem: Xin Ge Zhang et al. - 10.1038/s41377-022-00817-5]

Integração de luz com micro-ondas

Para tornar realidade as futuras comunicações sem fio de sexta geração (6G), será preciso antes desenvolver as tecnologias necessárias para criar sistemas de comunicação híbridos, que possam explorar as vantagens das tecnologias de comunicação por luz (ópticas) e pelas tradicionais micro-ondas (rádio).

No entanto, os sistemas de comunicação híbridos tradicionais normalmente exigem equipamentos complicados de retransmissão para realizar várias operações que vão muito além das tradicionais antenas, tornando os sistemas híbridos de alto custo e de alta complexidade.

Uma solução muito mais simples emergiu agora pelas mãos de Xin Zhang e colegas da Universidade do Sudeste da China, que desenvolveram um retransmissor de luz para micro-ondas.

E, ao contrário dos tradicionais relés usados hoje, feitos com componentes eletroeletrônicos, esse conversor óptico-rádio é baseado em uma metassuperfície, versões planas dos metamateriais, materiais artificiais que interagem de modo altamente eficiente com as ondas eletromagnéticas.

A inovação está em que, em lugar de um material que sempre interage de forma fixa com as ondas, o conversor criado por Zhang é variável, podendo ser programado com luz.

Nos testes, o conversor conseguiu transmitir dois vídeos simultaneamente.
[Imagem: Xin Ge Zhang et al. - 10.1038/s41377-022-00817-5]

Conversor de luz para micro-ondas

O transmissor de metassuperfície é capaz de converter o sinal de luz para o domínio de micro-ondas diretamente, sem usar o processo de conversão descendente para banda base. Mais interessante, um único sinal de luz pode ser convertido em dois sinais de micro-ondas usando as características de dispersão da metassuperfície.

Usando seu conversor de luz para micro-ondas, a equipe construiu um sistema de comunicação sem fio híbrido de duplo canal, que pode transmitir simultaneamente dois vídeos diferentes usando o esquema de multiplexação por divisão de frequência (FDM), abrindo caminho para o desenvolvimento de sistemas de comunicação híbridos de baixo custo e baixa complexidade.

O transmissor híbrido, que a equipe chama de metassuperfície variável no tempo opticamente programada, é construído integrando um circuito de detecção fotoelétrico linear e de alta velocidade com uma metassuperfície programável reflexiva - toda a plataforma tem uma espessura de cerca de 2 mm.

O espectro de reflexão de micro-ondas da metassuperfície pode ser modulado em alta velocidade controlando a intensidade da luz, conseguindo assim a conversão e transmissão direta do sinal de luz para micro-ondas.

"A técnica apresentada é capaz de implementar a comunicação por luz visível e comunicação por micro-ondas simultaneamente, o que pode ser usado para algumas aplicações típicas onde são necessários dois links de comunicação diferentes. Desta forma, esta inovação pode abrir um novo caminho para comunicações sem fio 6G de espectro total e integração de múltiplos domínios," escreveu a equipe.

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