Hva er en metamateriell antenne?

En metamateriell antenne er en veldig liten og kraftig antenne som kan produseres på overflaten av et kretskort. Det er sammensatt av metamateriale, som består av mikroskopiske elementer som lar radiofrekvensbølger passere gjennom en høyere effektivitet enn med tradisjonelle materialer. Klassifisert som et nærindeks-materiale, bøyer og reflekterer elektromagnetisk stråling vinkelrett på underlaget. Antennen kan etses på et kretskort ved bruk av typiske kretsmaterialer og kobber, så produksjonsprosessen er rask og billig. Slike små antenner kan inkluderes på et hvilket som helst kretskort, og har blitt brukt i mobiltelefoner og forskjellige håndholdte enheter.

Dette materialet gjør det mulig for antenner å bøye radiofrekvensbølger slik at effektiviteten er enda høyere enn større slags antenner. Det meste av signalet stråles fra antennen, på grunn av den høye brytningsindeksen, eller materialets evne til å lede stråling bort, snarere enn å reflektere det tilbake. En metamateriell antenne har en negativ brytningsindeks, i motsetning til stoffer som glass eller luft. Med en brøkdel av størrelsen på bølgelengder er metamaterialer kompositter som kan produseres i henhold til hvilke typer evner som er nødvendig av applikasjonen. Miniaturiserte antennesystemer er egnet for trådløs kommunikasjon, fordi de støtter den høye ytelsen og hastigheten som mange mennesker og bedrifter stoler på.

Disse fysiske egenskapene gir mulighet for en klasse metamaterialantenner som er effektive, slik at mobiltelefon for eksempel ikke bruker så mye strøm. Plassen som tas opp på kretskort er mindre enn tradisjonelle antenner, så en metamateriell antenne kan plasseres på et mindre kort og samtidig gi rom for at de forskjellige komponentene som trengs for enheten å fungere. Siden teknologien ble undersøkt og avansert begynner for litt over ti år siden, er millioner av disse antennene på markedet fra 2011 og produksjonen fortsetter å vokse.

Trådløs kommunikasjon er bare en av applikasjonene til metamateriale, for eksempel implementering av 4G-kommunikasjonssystemer for forbruker- og forretningsbaserte mobile enheter. En metamateriell antenne kan brukes til nødkommunikasjon så vel som radar som brukes til geologiske formål og for å overvåke aktivitet i tunneler. Metamateriale avleder lys og andre signaler på en annen måte enn noe annet materiale som finnes i naturen. Forskere har spekulert i at den, utover bruk for en metamateriell antenne, kan produseres for å lage fremtidige linser eller belegg som gjør gjenstander usynlige.