Vad är en metamaterialantenn?
En metamaterialantenn är en mycket liten och kraftfull antenn som kan tillverkas på ytan på ett kretskort. Det består av metamaterial, som består av mikroskopiska element som gör att radiofrekvensvågor kan passera genom en högre effektivitet än med traditionella material. Klassad som ett nästan nollindexmaterial böjer det och reflekterar elektromagnetisk strålning vinkelrätt mot underlaget. Antennen kan etsas på ett kretskort med hjälp av typiska kretsmaterial och koppar, så tillverkningsprocessen är snabb och billig. Sådana små antenner kan inkluderas på valfri kretskort och har använts i mobiltelefoner och olika handhållna enheter.
Detta material gör det möjligt för antenner att böja radiofrekvensvågor så att effektiviteten är ännu högre än större slags antenner. Det mesta av signalen strålas från antennen på grund av det höga brytningsindexet eller materialets förmåga att leda strålning bort, snarare än att reflektera den tillbaka. En metamaterialantenn har ett negativt brytningsindex, i motsats till ämnen som glas eller luft. Vid en bråkdel av storleken på våglängderna är metamaterial kompositer som kan tillverkas enligt vilken typ av kapacitet som krävs av applikationen. Miniatyriserade antennsystem är lämpliga för trådlös kommunikation eftersom de stöder den höga effekten och hastigheten som många människor och företag litar på.
Dessa fysiska egenskaper möjliggör en klass av metamaterialantenner som är effektiva, så att mobiltelefonen till exempel inte använder så mycket ström. Utrymmet som tas upp på kretskort är mindre än traditionella antenner, så en metamaterialantenn kan placeras på ett mindre kort och samtidigt som det ger utrymme för de olika komponenterna som enheten behöver för att fungera. Sedan tekniken undersöktes och avancerad började för drygt ett decennium sedan, finns miljoner av dessa antenner på marknaden från och med 2011 och produktionen fortsätter att växa.
Trådlös kommunikation är bara en av applikationerna för metamaterial, till exempel implementering av 4G-kommunikationssystem för konsument- och affärsbaserade mobila enheter. En metamaterialantenn kan användas för nödkommunikation såväl som radar som används för geologiska ändamål och för att övervaka aktivitet i tunnlar. Metamaterial avleder ljus och andra signaler på annat sätt än något annat material som finns i naturen. Forskare har spekulerat i att den, utöver användning för en metamaterialantenn, skulle kunna tillverkas för att skapa framtida linser eller beläggningar som gör objekt osynliga.