Ingegneri dell'Università del Michigan hanno trovato "un modo per produrre in volumi antenne così piccole da potersi avvicinare al limite fondamentale delle dimensioni del loro bandwidth, o data rate, di operatività ".
La nuova scoperta potrebbe consentire di realizzare nuove generazioni di dispositivi mobile in grado non solo di essere molto piccoli ma anche di svolgere più funzioni rispetto a oggi, visto che l'antenna occupa meno spazio.
A guidare lo sviluppo di questa antenna sono stati i professori Anthony Grbic e Stephen Forrest, che hanno progettato un'antenna dalla forma emisferica realizzabile con tecniche di stampaggio rapide e a basso costo. Stando a quanto dichiarato dai due il prodotto finito è pari a 1,8 volte il limite fondamentale fissato da L.J. Chu nel 1948. Le dimensioni di questo limite sono differenti a seconda del bandwidth dell'antenna.
"Da quando il limite di Chu è stato stabilito, le persone hanno provato a raggiungerlo. Le antenne standard basate su circuiti stampati non si sono nemmeno avvicinate. Alcuni ricercatori hanno cercato di arrivare al limite con antenne costruite manualmente, ma sono complicate e non c'è un modo efficiente di produrle", ha dichiarato il professor Grbic. "Abbiamo trovato un modo per ridurre la dimensione dell'antenna massimizzando il suo bandwidth, usando un processo adeguato alla produzione in volumi".
Il prototipo sviluppato dai ricercatori opera a 1,5 gigahertz. L'antenna ha un'efficienza del 70 percento ed è 10 volte più piccola di quelle tradizionali. Questa soluzione ha inoltre una conduttività tre volte superiore ai dispositivi realizzati con tecniche di stampaggio inkjet 3D.
I ricercatori hanno usato un processo che innesta un'antenna su un substrato emisferico. La parte conduttiva dell'antenna ricorda un'elica con diverse braccia. Finora gli scienziati avevano prodotto antenne avvolgendo del filo attorno a una sfera, un procedimento che però si è rivelato inesatto, lungo e costoso.
Con il nuovo metodo i ricercatori hanno schiacciato un substrato arrotondato coperto da un sottile strato d'oro contro un modello di antenna altrettanto sottile, anch'esso in oro. Lo strato d'oro extra attorno al modello d'antenna è poi stato rimosso grazie a del plasma e la placcatura in oro è stata usata, se necessario, per rinforzare i fili dell'antenna d'oro. Un'antenna da 32 millimetri con sei "braccia" in oro potrebbe essere in grado di lavorare a una frequenza di 782 MHz.
Secondo Carl Pfeiffer, dottorando del dipartimento di ingegneria elettrica e informatica, questo nuovo metodo è molto generale. "Può essere usato per fabbricare antenne che hanno dimensioni, forme, frequenze e design diversi. Sostanzialmente se mi dite quale data rate è richiesto per una particolare applicazione, posso realizzare un'antenna che svolge quella funzione e al tempo stesso è più piccola possibile".
Oltre che per dispositivi di elettronica di consumo, questa antenna potrebbe essere utile in molteplici settori, non ultime le comunicazioni militari.