Wydajne anteny dla potrzeb połączeń bezprzewodowych

Stosowanie tradycyjnych połączeń przewodowych między układami i wewnątrz układów narzuca pewne ograniczenia wydajnościowe w układach scalonych. Połączenia bezprzewodowe ze zintegrowanymi antenami są obecnie rozważane jako obiecująca alternatywa, gdyż pozwalają przyspieszyć komunikację z systemach cyfrowych przy jednoczesnym uproszczeniu procesu projektowania.

Najnowsze technologie układów scalonych umożliwiają tworzenie obwodów sprawnie działających na częstotliwościach milimetrowych. Naukowcy pracujący przy projekcie MIANT (Monolithic integrated antennas) zajęli się metodami efektywnego zintegrowania bardzo małej anteny.

Zaproponowano wykorzystanie płaszczyzn masy płytki drukowanej jako promienników anten zintegrowanych. W tym celu pocięto płaszczyznę zasilania płytki na mniejsze fragmenty, które następnie wykorzystano jako elektrody anten. Dzięki użyciu dla anten wspólnej struktury metalicznej obwodów umożliwiło to optymalne wykorzystanie powierzchni obwodu.

Łącząc metody obliczeniowe i doświadczalne, badacze zajęli się kilkoma kwestiami utrudniającymi integrację anten. Podłoże krzemowe anten wbudowanych powoduje duże straty dielektryczne w zakresie mikrofalowym. Zastosowanie podłoża o dużej oporności pozwoliło zminimalizować straty dielektryczne w podłożu. Z kolei dzięki użyciu bardzo cienkiego podłoża udało się ograniczyć interferencję między zintegrowanymi układami cyfrowymi a bezprzewodowym połączeniem międzyukładowym.

Przeprowadzone badania powinny stanowić solidną podstawę teoretyczną dla implementowania bezprzewodowych połączeń międzyukładowych. Zintegrowanie anten w bardzo cienkich podłożach umożliwia uzyskanie dużej szybkości transmisji danych między układami, sięgającej nawet 10 gigabitów na sekundę. Poza bezpośrednim zastosowaniem do systemów cyfrowych prowadzone badania nad antenami zintegrowanymi będą mieć ogromne znaczenie dla wydajnego gromadzenia danych z czujników.