メタマテリアルアンテナとは

メタマテリアルアンテナは、回路基板の表面に製造できる非常に小さく強力なアンテナです。 これは、従来の材料よりも高い効率で無線周波数の波が通過できるようにする微小要素で構成されるメタマテリアルで構成されています。 ゼロに近い屈折率の材料として分類され、基板に垂直な電磁放射を曲げて反射します。 アンテナは、一般的な回路材料と銅を使用して回路基板にエッチングできるため、製造プロセスは迅速かつ安価です。 このような小さなアンテナは、任意の回路基板に含めることができ、携帯電話やさまざまな携帯機器で使用されています。

この材料により、アンテナは無線周波数の波を曲げることができるため、効率はより大きな種類のアンテナよりも高くなります。 信号の大部分は、屈折率が高いため、または材料が反射して反射するのではなく、放射を遠ざける能力があるため、アンテナから放射されます。 ガラスや空気などの物質とは対照的に、メタマテリアルアンテナの屈折率は負です。 波長の数分の1のサイズのメタマテリアルは、アプリケーションが必要とする機能の種類に応じて製造できる複合材料です。 小型化されたアンテナシステムは、多くの人々や企業が依存する高出力と高速をサポートするため、ワイヤレス通信に適しています。

これらの物理的特性により、効率的なクラスのメタマテリアルアンテナが可能になるため、たとえば携帯電話はそれほど電力を消費しません。 回路基板で占有されるスペースは従来のアンテナよりも小さいため、メタマテリアルアンテナを小さなボードに配置し、デバイスが機能するために必要なさまざまなコンポーネント用のスペースを確保できます。 この技術は10年ほど前に研究および開発が開始されて以来、2011年現在、これらのアンテナの数百万個が市場に出回っており、生産は成長を続けています。

ワイヤレス通信は、消費者およびビジネスベースのモバイルデバイス向けの4G通信システムの実装など、メタマテリアルのアプリケーションの1つにすぎません。 メタマテリアルアンテナは、緊急通信に使用できるだけでなく、地質学的目的で使用されるレーダーやトンネル内のアクティビティを監視するためにも使用できます。 メタマテリアルは、光や他の信号を自然界にある他の材料とは異なる方法で偏向します。 科学者は、メタマテリアルアンテナの用途を超えて、物体を見えなくする将来のレンズやコーティングを作成するために製造できると推測しています。