Che cos'è un'antenna metamateriale?
Un'antenna metamateriale è un'antenna molto piccola e potente che può essere prodotta sulla superficie di un circuito. È composto da metamateriale, costituito da elementi microscopici che consentono alle onde di radiofrequenza di passare attraverso un'efficienza superiore rispetto ai materiali tradizionali. Classificato come un materiale indice quasi zero, si piega e riflette la radiazione elettromagnetica perpendicolare al substrato. L'antenna può essere incisa su un circuito utilizzando materiali del circuito e rame tipici, quindi il processo di fabbricazione è rapido ed economico. Tali antenne di piccole dimensioni possono essere incluse su qualsiasi circuito stampato e sono state utilizzate in telefoni cellulari e vari dispositivi portatili.
Questo materiale consente alle antenne di piegare le onde di radiofrequenza in modo che l'efficienza sia persino superiore rispetto ai più grandi tipi di antenne. La maggior parte del segnale viene irradiato dall'antenna, a causa dell'elevato indice di rifrazione o della capacità del materiale di allontanare la radiazione, anziché rifletterla indietro. Un'antenna metamateriale ha un indice di rifrazione negativo, in contrasto con sostanze come il vetro o l'aria. A una frazione della dimensione delle lunghezze d'onda, i metamateriali sono compositi che possono essere fabbricati in base al tipo di capacità richiesta dall'applicazione. I sistemi di antenne miniaturizzati sono adatti per le comunicazioni wireless, poiché supportano l'elevata potenza e la velocità su cui fanno affidamento molte persone e aziende.
Queste proprietà fisiche consentono una classe di antenne metamateriali efficienti, ad esempio il telefono cellulare non consumerà più energia. Lo spazio occupato sui circuiti stampati è inferiore alle antenne tradizionali, quindi un'antenna metamateriale può essere posizionata su una scheda più piccola e lasciando spazio ai vari componenti necessari al dispositivo. Da quando la tecnologia è stata studiata e avanzata a partire da poco più di un decennio fa, milioni di queste antenne sono sul mercato dal 2011 e la produzione continua a crescere.
Le comunicazioni wireless sono solo una delle applicazioni del metamateriale, come l'implementazione di sistemi di comunicazione 4G per dispositivi mobili di consumo e aziendali. Un'antenna metamateriale può essere utilizzata per le comunicazioni di emergenza, nonché per radar utilizzati a fini geologici e per monitorare l'attività nelle gallerie. Il metamateriale devia la luce e altri segnali in modo diverso rispetto a qualsiasi altro materiale presente in natura. Gli scienziati hanno ipotizzato che, oltre all'uso per un'antenna metamateriale, potrebbe essere fabbricato per creare lenti o rivestimenti futuri che rendano gli oggetti invisibili.