Hvad er en metamaterialeantenne?
En metamaterialeantenne er en meget lille og kraftig antenne, der kan fremstilles på overfladen på et kredsløbskort. Det er sammensat af metamateriale, der består af mikroskopiske elementer, der tillader radiofrekvensbølger at passere gennem en højere effektivitet end med traditionelle materialer. Klassificeret som et næsten nulindeksmateriale bøjer det og reflekterer elektromagnetisk stråling vinkelret på underlaget. Antennen kan ætses på et kredsløbskort ved hjælp af typiske kredsløbsmaterialer og kobber, så fremstillingsprocessen er hurtig og billig. Sådanne små antenner kan inkluderes på ethvert kredsløbskort og er blevet brugt i mobiltelefoner og forskellige håndholdte enheder.
Dette materiale gør det muligt for antenner at bøje radiofrekvensbølger, så effektiviteten er endnu højere end større slags antenner. Det meste af signalet udstråles fra antennen på grund af det høje brydningsindeks eller materialets evne til at dirigere stråling væk i stedet for at reflektere det tilbage. En metamaterialeantenne har et negativt brydningsindeks i modsætning til stoffer som glas eller luft. Ved en brøkdel af størrelsen på bølgelængder er metamaterialer sammensætninger, der kan fremstilles i henhold til hvilke slags muligheder der kræves af applikationen. Miniaturiserede antennesystemer er velegnede til trådløs kommunikation, fordi de understøtter den høje output og hastighed, som mange mennesker og virksomheder stoler på.
Disse fysiske egenskaber giver mulighed for en klasse af metamaterialeantenner, der er effektive, så mobiltelefon ikke bruger så meget strøm, for eksempel. Den plads, der tages op på kredsløbskort, er mindre end traditionelle antenner, så en metamaterialeantenne kan placeres på et mindre kort, og samtidig give plads til de forskellige komponenter, der kræves af enheden til at fungere. Siden teknologien blev undersøgt og avanceret begyndende for lidt over et årti siden, er millioner af disse antenner på markedet fra 2011, og produktionen fortsætter med at vokse.
Trådløs kommunikation er kun en af applikationerne af metamateriale, såsom implementering af 4G-kommunikationssystemer til forbruger- og forretningsbaserede mobile enheder. En metamaterialeantenne kan bruges til nødkommunikation såvel som radar, der bruges til geologiske formål og til at overvåge aktivitet i tunneler. Metamateriale afleder lys og andre signaler anderledes end noget andet materiale, der findes i naturen. Videnskabsmænd har spekuleret i, at den ud over brug til en metamaterialeantenne kunne fremstilles til at skabe fremtidige linser eller belægninger, der gør objekter usynlige.