SMEM de radiofrecuencia en el mundo de las comunicaciones inalámbricas 5G
Las redes 5G ya están aquí y la próxima generación de conectividad móvil empleará frecuencias de ondas milimétricas. El uso de altas frecuencias en la banda milimétrica mejorará de forma significativa el rendimiento de los datos en aplicaciones de corto alcance pero, para los dispositivos móviles, es esencial reducir el consumo de energía. Para lograr dispositivos móviles capaces de funcionar en ondas milimétricas, es esencial mejorar la tecnología de las antenas y reducir el consumo de energía. La financiación europea en el proyecto SWARM ha permitido que la empresa escocesa Sofant(se abrirá en una nueva ventana) pueda desarrollar una tecnología con antenas orientables y en miniatura que mejorará el rendimiento de los dispositivos móviles, la infraestructura de las redes 5G y los terminales en tierra para la comunicación por satélite. Las tecnologías fundamentales empleadas en esta pequeña antena son un módulo de sistema microelectromecánico (SMEM) diseñado para altas radiofrecuencias (RF) y un «software» inteligente creado por Sofant. Se trata de la primera vez que una tecnología de SMEM para RF demostrará su funcionamiento a escala en comunicaciones inalámbricas para sistemas de antenas formadoras de haces, como los teléfonos inteligentes con 5G, las infraestructuras móviles o las aplicaciones de comunicación por satélite. «Hemos sido pioneros y hemos empleado un método innovador con el que nuestros clientes multiplicarán por diez el rendimiento de sus sistemas de RF y experimentarán una reducción del 70 % en el consumo de energía», observa David Wither, director general de Sofant. Un diseño simplificado para antenas de RF reduce el consumo de energía Los desfasadores de RF son componentes esenciales en los sistemas de antenas de alta frecuencia. Se utilizan para dirigir la señal de radio o el «haz» desde una red de antenas ajustando la fase de la señal de entrada según cada elemento de la antena. El dispositivo de SMEM para RF de Sofant utiliza un condensador variable para lograr esta función. La variación en la capacitancia cambia la fase de la señal de radio y orienta el haz en la dirección deseada. «Las antenas con el haz orientable pueden sintonizar la señal más fuerte disponible en cualquier momento y no solo permiten ampliar la señal de radio, sino que también reducen el consumo de energía en el sistema», explica Wither. Las infraestructuras móviles también pueden usar los SMEM de RF para la formación de haces en la antena: se desfasan los elementos de una red de antenas para orientar un haz estrecho y lograr el máximo rendimiento. Puesto que los SMEM de Sofant son módulos con pocas pérdidas y con una mejora en pérdidas de inserción de 6 dB con respecto a las soluciones convencionales, no es necesario integrar un amplificador de potencia en cada elemento de antena. «El método de Sofant nos permite compartir un amplificador entre diferentes elementos de antena, lo que reduce el tamaño de la red de antenas y la complejidad del diseño de RF, además de ahorrar una enorme cantidad de energía», añade Wither. «Lo que es más importante, nuestra tecnología de SMEM de RF supone una enorme reducción en la cantidad de calor generado por los sistemas electrónicos en la antena. Esto soluciona uno de los grandes problemas al migrar los sistemas de comunicación inalámbricos a frecuencias más altas». El uso del desfasador con pocas pérdidas del SMEM de RF de Sofant no se limita a torres de redes móviles 5G y dispositivos portátiles, puesto que también se puede emplear en terminales en tierra para la comunicación con sistemas de satélites que pueden estar a una distancia de entre 1 000 y 35 000 km en el espacio. La financiación de la UE impulsa a las empresas de nueva creación más ambiciosas Hacer demostraciones a escala de tecnologías innovadoras suele ser un proceso caro y difícil para las empresas de nueva creación. A través del proyecto SWARM, Sofant encontró los socios adecuados para dar un paso vital en el nivel de preparación tecnológica de su producto. «La financiación europea puede ser de gran ayuda para los primeros pasos de empresas emergentes en proyectos arriesgados, y supone un complemento a las empresas de capital de riesgo. Si los fondos asignados por la UE se usan con inteligencia, los productos innovadores estarán listos para enfrentarse a la competencia en el mercado global, lo que ayudará a mantener la ventaja competitiva de la UE», concluye Wither.
