Des ingénieurs de l’université de Columbia ont récemment innové en intégrant des antennes radiofréquences dans un textile grâce à une technique de tricotage. En utilisant des propriétés de métasurfaces, ils ont réussi à créer un « cocon » léger et flexible qui pourrait révolutionner les communications, notamment pour les utilisateurs situés dans des zones éloignées. Cette avancée promet de simplifier l’accès à des dispositifs de communication sophistiqués, tout en répondant à des défis de mobilité et de portabilité dans le secteur.
Des chercheurs de l’université de Columbia ont réalisé une avancée remarquable dans le domaine des communications sans fil en créant des antennes radiofréquences innovantes intégrées dans des textiles. En utilisant une technique de tricotage traditionnel, ils ont réussi à développer des antennes légères et flexibles pouvant remplacer les modèles classiques, souvent encombrants et lourds. Cette approche pourrait transformer les communications, notamment dans les zones isolées, en rendant les dispositifs plus maniables et accessibles.
Une innovation dans le domaine des antennes
La majorité des antennes radiofréquences, en particulier celles qui sont très directionnelles, sont généralement des appareils rigides et plats. Ces dispositifs, bien qu’efficaces, sont souvent trop volumineux ou coûteux à produire. L’équipe de chercheurs a donc exploré des alternatives pour concevoir des antennes plus petites et flexibles en capitalisant sur leurs connaissances des métasurfaces. Ces composants optiques ultra-fins peuvent manipuler la propagation de la lumière, et leur intégration dans des textiles représente un changement significatif dans la conception d’antennes.
Le tricotage comme méthode de fabrication
Une des approches novatrices adoptées par les chercheurs est le tricotage, plus particulièrement une technique appelée float-jacquard. Ce technique permet d’utiliser plusieurs types de fils pour créer des motifs tout en maintenant la flexibilité du textile. Les fils sont « flottés » sous le tissu lorsqu’ils ne sont pas utilisés, puis ramenés en surface pour former le motif désiré. Cette méthode non seulement simplifie le processus de fabrication des antennes mais garantit également une meilleure intégration avec le textile, éliminant des problèmes courants comme la délamination ou la fissuration des zones métalliques.
Les prototypes et leur conception
Les chercheurs ont conçu deux prototypes d’antennes, à savoir une lentille métasurface et un dispositif générant un faisceau en vortex. Chaque antenne bénéficie d’une petite empreinte, d’environ un mètre carré, et peut être tricotée en seulement 45 minutes. Ce processus ne nécessite que des fils métalliques et diélectriques commercialement disponibles, ce qui rend la fabrication non seulement moins coûteuse, mais aussi facilement scalable pour des productions de masse.
Performances des nouvelles antennes
Lors des tests, la lentille métasurface a démontré sa capacité à concentrer une onde centimétrique en un point focal précis, améliorant ainsi la transmission des signaux. Lorsqu’elle est utilisée comme antenne émettrice, elle peut également convertir une émission divergente en un faisceau directionnel. Cette dualité de fonctionnement est cruciale pour optimiser les communications via des canaux plus efficaces. De plus, le groupe a prouvé que des tâches plus complexes de mise en forme d’ondes peuvent être réalisées, notamment avec le dispositif de faisceau en vortex capable de transporter des informations de manière indépendante.
Avenir des antennes textiles
À l’avenir, les chercheurs envisagent de continuer à explorer les techniques modernes de tricotage pour développer des conceptions multifonctionnelles encore plus complexes. La possibilité d’intégrer des circuits électroniques et d’autres mécanismes dans le tissu pourrait ouvrir la voie à la création d’antennes capables de répondre à différentes fonctionnalités selon les besoins. Grâce à la facilité d’utilisation des machines de tricotage commercial, les idées d’antennes pleines de promesses pourraient voir le jour, permettant une communication à longue distance depuis des satellites dans des formats plus petits et légers.
« L’utilisation de techniques de tricotage existantes pour répondre aux exigences des communications modernes représente une très belle synergie entre tradition et innovation », a commenté l’un des chercheurs. La prometteuse combinaison d’esthétique et de fonctionnalité pourrait finalement conduire à des vêtements connectés, comme un « pull » capable d’améliorer le signal WiFi.
Pour en savoir plus sur le sujet des avancées technologiques en matière d’antenne et leurs implications, découvrez des analyses et réflexions sur des questions plus larges, telles que la vision robotique exploitant les signaux radio ou la sécurité en ligne dans un contexte de technologies avancées.
EN BREF
|
