Antenes flexibles per a dispositius portàtils
L'arribada de les xarxes 5G amb baixa latència, altes velocitats i gran capacitat ha facilitat l'aparició de la «Quarta Revolució Industrial». Les xarxes 5G ajudaran totes les indústries, incloses les d'imatges en 3D, serveis de streaming, atenció sanitària i ciutats intel·ligents. A més, es necessita una xarxa 5G robusta per al funcionament eficaç dels dispositius de l'Internet de les coses (IoT). Un dels principals impediments per al desenvolupament de dispositius IoT de nova generació és la falta de flexibilitat dels seus components a causa de problemes de factor de forma i pes. Tot i que hi ha hagut molts avenços en la miniaturització, la flexibilitat continua sent una característica difícil de conquerir. Els avenços tecnològics en materials d' enginyeria han contribuït al progrés de l' electrònica flexible.
Necessitat d' antenes flexibles
Els mercats de dispositius sense fil flexibles creixen amb rapidesa, en part a causa de la major demanda de dispositius implantables i ponibles per a sistemes de control sanitari i aparells sense fil d'ús quotidià, com ordinadors portàtils i telèfons mòbils. En conseqüència, la demanda d' antenes flexibles impreses ha augmentat considerablement en els darrers anys, sobretot per a aplicacions biomèdiques. Les antenes flexibles, en concret, són un component fonamental en el desenvolupament de sistemes de control de constants vitals in vivo, regulació de funcions orgàniques, interfícies cerebrals, sensors intracranials, anàlisi contínua de la marxa i administració de fàrmacs, entre altres aplicacions.
Per incorporar els artilugis a les superfícies curvilínies i els moviments en constant canvi del cos humà, l' article ha de ser conforme i físicament flexible, quan no elàstic. Atès que la rigidesa a la dilució d'una estructura de pel·lícula fina, que quantifica la seva resistència a la deformació per dilució, és aproximadament proporcional al seu gruix, reduir el gruix de l'estructura és una forma eficaç de dissenyar antenes flexibles.
Substrats i materials per a antenes flexibles
Les antenes flexibles es construeixen a partir de diversos substrats i materials conductors. El substrat se selecciona per les seves qualitats dielèctriques, la seva tolerància a la deformació mecànica (dilució, embolcall i torsió), el seu potencial de miniaturització i la seva durabilitat en l'entorn circumdant. En comparació, el material conductor utilitzat (en funció de la seva conductivitat elèctrica) determina el rendiment de l'antena, com l'eficiència de radiació.
El material del substrat de l' antena flexible ha de tenir una pèrdua dielèctrica baixa, un coeficient de dilatació tèrmica baix, una permitivitat relativa baixa i una conductivitat tèrmica alta. Aquesta restricció està motivada pel requisit d'una major eficiència (en una sèrie d'entorns) a compte d'augmentar la mida de l'antena. El requisit d' una constant dielèctrica elevada en antenes diminutes és una excepció a l' afirmació anterior.
En la construcció d'antenes flexibles s'han utilitzat amb freqüència tres tipus de substrat: làmines metàl·liques, vidre fi i polímers o plàstics. Les làmines metàl·liques suporten altes temperatures i permeten la deposició de compostos inorgànics; no obstant això, la seva rugositat superficial i el seu preu desorbitat limiten les seves aplicacions. Tot i que el vidre fi és flexible, la seva fragilitat inherent limita la seva aplicabilitat. Els materials polimèrics o plàstics són ideals per a aplicacions d' antenes flexibles i inclouen polímers termoplàstics no cristal·lins, polímers termoplàstics semicristal·lins i d' alta temperatura de transició del vidre.
El desenvolupament de patrons conductors amb una conductivitat elèctrica excepcional és fonamental en les aplicacions sense fil per garantir l' eficiència, l' alt guany i l' ample de banda. La resistència dels materials conductors a la degradació deguda a la deformació mecànica és una altra característica desitjable. A causa de la seva alta conductivitat elèctrica, les tintes de nanopartícules (és a dir, plata i coure) s'utilitzen amb freqüència per construir antenes flexibles.
Mètodes de fabricació d' antenes flexibles
L'eficàcia d'una antena flexible està controlada pel procés de construcció (que varia en funció del substrat). La impressió per raig de tinta, la serigrafia i la impressió 3D s'utilitzen amb freqüència per fabricar antenes portàtils flexibles.
La serigrafia és un mètode senzill, rendible i viable per crear electrònica flexible. S' ha utilitzat àmpliament per integrar antenes d' identificació per radiofreqüència mitjançant la polvorització de tintes o pastes conductores sobre substrats flexibles de baix cost, com materials tèxtils i paper, en una tecnologia de pantalla teixida caracteritzada per una gamma de gruixos i densitats de fil. Una rasqueta es pressiona contra la pantalla, posant-la en contacte amb el substrat i creant un patró imprès. Per tant, el patró requerit es crea mitjançant l' expulsió de tinta a través de les parts exposades de la pantalla sobre el substrat adherit. A més, es tracta d'una tècnica additiva, similar a la impressió per raig de tinta, en lloc d'un mètode sostractiu, com el gravat químic, la qual cosa la fa més rendible i respectuosa amb el medi ambient.
Les antenes flexibles són un component vital per aconseguir la flexibilitat dels dispositius electrònics i són adequades per a aplicacions de detecció i comunicació sense fil a causa de la seva petita mida, mínimes taxes de fabricació, factor de forma inferior i flexibilitat per adaptar-se a superfícies no planes. Els materials utilitzats per fabricar antenes vénen determinats pels requisits de l' aplicació, com les consideracions mediambientals i les despeses.
No dubtis a contactar amb nosaltres per saber-ne més.
Moltes gràcies a tots per comptar amb nosaltres.
Per a més informació:
T. + 34 93 433 03 03
En electrotel.net sempre "Units en la Comunicació"
