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Las antenas duales impulsarían las señales de los teléfonos móviles
El reciente furor por la antena del iPhone 4 ha hecho que los consumidores sean conscientes de las limitaciones que enfrentan los diseñadores cuando intentan construir dispositivos elegantes y compactos que también tengan una buena conexión. Investigadores de la Universidad de Rice han ideado un diseño que podría hacer que las preocupaciones sobre las señales sean cosa del pasado y también extender la vida útil de la batería. El diseño utiliza dos antenas que enfocan su poder en diferentes direcciones.
Circuito de radio: Este transmisor inalámbrico se ha conectado a tres antenas direccionales, una configuración que muestra cómo los teléfonos móviles pueden ahorrar energía al dirigir las señales de radio hacia las torres de telefonía móvil.
La antena de su teléfono celular actual emite una señal en todas direcciones. Solo una pequeña fracción de esa energía llega realmente a la estación base, dice Lin Zhong , cuyo grupo de investigación investiga formas de hacer más eficientes los dispositivos informáticos. No solo es una pérdida de la duración de la batería de un teléfono celular, dice, sino que crea una interferencia innecesaria para otros usuarios.
Las antenas que emiten energía en una banda más estrecha pueden ser más eficientes. Las torres de telefonía móvil utilizan esta táctica, con varias antenas apuntando en diferentes direcciones para brindar un mejor servicio a los usuarios. El grupo de Zhong, en colaboración con un colega Ashutosh Sabharwal , ha desarrollado un prototipo de sistema de antena que podría brindar esa capacidad a los propios teléfonos celulares, ahorrando energía y extendiendo la vida útil de la batería.
Los investigadores conectaron un pequeño transmisor de Wi-Fi a tres antenas de parche direccionales económicas orientadas en diferentes direcciones, así como a una antena omnidireccional estándar. Solo uno de los cuatro estaba activo en un momento dado, con la antena direccional que se usaba para enviar datos a la estación base y la omnidireccional que se usaba para recibirlos.
El sistema se montó en una plataforma giratoria motorizada para probar su cualidad más crucial: la capacidad de permanecer conectado cuando la orientación del dispositivo cambiaba a medida que giraba (cambiando a cualquier antena que generalmente estuviera orientada hacia la estación base). Las antenas direccionales monitoreaban la calidad de los paquetes recibidos desde la estación base para decidir cuál de ellas debería enviar el siguiente paquete.
Incluso cuando se gira a una revolución por segundo, el prototipo puede transmitir video con casi cero interferencias. Eso sugiere que el enfoque funcionaría bien en situaciones reales, dice Zhong. Recopiló una semana de datos de los acelerómetros y brújulas de 11 teléfonos inteligentes realmente utilizados por personas reales, y descubrió que estos teléfonos rara vez giraban a más de un tercio de revolución por segundo mientras estaban conectados.
El prototipo actual usaba frecuencias Wi-Fi porque las antenas Wi-Fi direccionales listas para usar son más fáciles de adquirir. Pero los resultados se aplican a cualquier frecuencia, dice Zhong. Su grupo está trabajando en una versión que conecta múltiples antenas a teléfonos celulares Nexus One que ejecutan el sistema operativo Android, así como simulaciones por computadora del enfoque. Los resultados hasta ahora respaldan las pruebas de Wi-Fi, dice.
Todos los resultados sugieren que usar solo dos antenas en un teléfono ofrecería ahorros significativos, dice Zhong. Con una antena en la parte posterior y otra en la parte frontal, podría duplicar la intensidad de la señal en el borde de la red en comparación con una antena normal y reducir a la mitad la energía necesaria cuando se encuentra en el centro de la red.
Spencer Webb, presidente de AntennaSys , una compañía de New Hampshire que diseña antenas para todo, desde teléfonos celulares hasta dispositivos médicos, está de acuerdo en que dos antenas separadas en la parte delantera y trasera podrían ayudar a un teléfono celular en una variedad de situaciones. Un ejemplo es que cuando coloca un dispositivo en una superficie, podría cambiar a la antena más alta para evitar interferencias, dice Webb.
Varias antenas también podrían hacer posible eludir el problema de que el agarre del usuario dificulta la conexión, un problema con el que muchos ya están familiarizados gracias a la publicidad que rodea al lanzamiento del iPhone 4 de Apple, agrega Webb. Si tuviera, digamos, antenas duales y las usara sabiamente, tal vez podría prevenir algunos de esos problemas cambiando la antena cuando una persona cambia la posición de la mano, dice.
Sin embargo, una de las razones de la controversia sobre el iPhone de Apple, llamado antennagate, son las estrictas restricciones de espacio y diseño en los teléfonos inteligentes, agrega Web. Dispositivos como el Droid X y HTC Evo han sugerido que los teléfonos inteligentes más grandes se están volviendo populares entre los diseñadores, dice Webb. Pero, ¿pusieron más espacio para antenas allí? No.
Los ingenieros de antenas suelen perder en la batalla por el espacio frente a la batería u otros componentes, dice Webb. Los fabricantes necesitarán componentes compactos que ofrezcan un gran ahorro de espacio para dejar espacio para una antena adicional. Eso podría ser posible a medida que los chips necesarios bajen en costo y tamaño, y a medida que los operadores de telefonía celular se muevan hacia redes móviles de próxima generación, como LTE y 4G, que usan antenas más pequeñas, dice Zhong, aunque la estrategia puede ganar una tracción más inmediata en otros tipos de dispositivos. En una computadora portátil, por ejemplo, hay más espacio disponible, como la parte posterior de la pantalla, dice Webb.