All'Università del Texas (Austin) c'è un italiano, il professor Andrea Alù, che potrebbe rivoluzionare il settore delle telecomunicazioni senza fili. Gli studi di Alù sono già stati protagonisti su Tom's Hardware, ma dal "mantello dell'invisibilità" in stile Harry Potter il ricercatore è passato alla creazione di un circolatore per onde radio molto più piccolo e efficiente delle soluzioni attuali.
"Il nuovo circolatore ha il potenziale di raddoppiare la banda utile nelle comunicazioni wireless consentendo una funzionalità full-duplex, ovvero i dispositivi possono trasmettere e ricevere segnali sulla stessa banda di frequenza nello stesso momento".
Circolatore per onde radio sviluppato da Andrea Alù e il suo team - clicca per ingrandire
La vera novità è la creazione di un circolatore non magnetico. "I circolatori magnetici sono in linea di massima capaci di fornire comunicazioni sullo stesso canale di frequenza, ma non sono ampiamente adottati per via delle grandi dimensioni bidirezionali, il peso e i costi associati all'uso di magneti e materiali magnetici", si legge sul sito dell'Università.
Libero dalla dipendenza degli effetti magnetici, il nuovo circolatore creato da Alù può essere non solo più piccolo, ma anche usare materiali meno costosi e più comuni. In questo modo potrà essere integrato in telefoni cellulari e di altri sistemi favorendo download più veloci, meno interruzioni di chiamata e comunicazioni più chiare.
Finora è stato realizzato un prototipo che ha dimensioni di 2 centimetri – il 75% inferiori rispetto alla lunghezza d'onda di funzionamento. Il circolatore potrebbe essere ulteriormente rimpicciolito fino a pochi micron, secondo i ricercatori. Il design è basato su materiali di largo uso nei circuiti integrati come oro, rame e silicio, rendendone più facile l'integrazione sui circuiti stampati dei moderni dispositivi di comunicazione.
Il dispositivo dei ricercatori funziona mimando il modo in cui i materiali magnetici rompono la simmetria nella trasmissione di onde tra due punti nello spazio, una funzione critica che permette ai circolatori magnetici di indirizzare selettivamente onde radio. Con il nuovo circolatore i ricercatori ottengono lo stesso effetto ma hanno sostituito la polarizzazione magnetica con il movimento dell'onda intorno al dispositivo.
Un'altra caratteristica unica è che il nuovo circolatore può essere sintonizzato in tempo reale su una grande gamma di frequenze, un grande vantaggio rispetto ai circolatori tradizionali.
Le differenze tra i circolatori esistenti e quello sviluppato dal team di ricercatori dell'Università del Texas
"Con questa tecnologia siamo in grado d'incorporare componenti sintonizzabili non reciproci nelle piattaforme mobile", ha affermato il ricercatore Nicholas Estep. "In tal modo apriamo la strada per la comunicazione simultanea a due vie nella stessa banda di frequenza, che può liberare blocchi di bandwidth per un uso più efficace".
Un uso più efficiente del bandwidth può portare a una riduzione dei costi per le aziende di telecomunicazioni che pagano profumatamente le licenze d'uso delle frequenze. Inoltre dato che il progetto è scalabile e integrabile in un circuito, il circolatore può essere potenzialmente collocato in dispositivi wireless.
"Prevediamo circolatori con dimensioni di micron integrati nella tecnologia cellulare. Se considerate il traffico cellulare durante eventi come una partita di calcio o un concerto, la nostra tecnologia apre a enormi implicazioni, tra cui un minor numero di cadute di linea e comunicazioni più chiare", ha aggiunto Estep.
Il circolatore potrebbe essere utile anche in altri settori. Ad esempio, i circolatori usati per sistemi radar di aerei, navi e satelliti sono estremamente pesanti e di grandi dimensioni. Ridurne la dimensione di potrebbe consentire notevoli risparmi.
"Il nostro gruppo di ricerca sta lavorando sull'uso di questo concept per proteggere laser e creare circuiti nanofotonici integrati che indirizzino segnali di luce piuttosto che onde radio nelle direzioni desiderate", ha aggiunto Alù. Secondo quanto affermato dal professore all'ANSA "il dispositivo potrebbe essere sul mercato già entro tre anni per i cellulari ed entro un anno per altre applicazioni, come i radar".