211service.com
Le doppie antenne aumenterebbero i segnali del telefono cellulare
Il recente furore sull'antenna dell'iPhone 4 ha reso i consumatori consapevoli dei limiti che i designer devono affrontare quando cercano di costruire gadget eleganti e compatti che ottengano anche una buona connessione. I ricercatori della Rice University hanno escogitato un design che potrebbe rendere le preoccupazioni relative al segnale un ricordo del passato e prolungare anche la durata della batteria. Il design utilizza due antenne che concentrano la loro potenza in direzioni diverse.
Circuito radio: Questo trasmettitore wireless è stato collegato a tre antenne direzionali, una configurazione che mostra come i telefoni cellulari potrebbero risparmiare energia dirigendo i segnali radio verso le torri cellulari.
L'antenna del tuo attuale telefono cellulare trasmette un segnale in ogni direzione. Solo una piccola frazione di quell'energia raggiunge effettivamente la stazione base, dice Lin Zhong , il cui gruppo di ricerca studia i modi per rendere più efficienti i dispositivi informatici. Non solo questo è uno spreco della durata della batteria di un telefono cellulare, dice, ma crea interferenze inutili per gli altri utenti.
Le antenne che emettono energia in una banda più stretta possono essere più efficienti. Le torri cellulari usano questa tattica, con diverse antenne che puntano in direzioni diverse per servire meglio gli utenti. Il gruppo di Zhong, in collaborazione con il collega Ashutosh Sabharwal , ha sviluppato un prototipo di sistema di antenna che potrebbe conferire tale capacità ai telefoni cellulari stessi, risparmiando energia e prolungando la durata della batteria.
I ricercatori hanno collegato un piccolo trasmettitore Wi-Fi a tre antenne patch direzionali economiche rivolte in direzioni diverse, oltre a un'antenna omnidirezionale standard. Solo uno dei quattro era attivo in qualsiasi momento, con l'antenna direzionale utilizzata per inviare dati alla stazione base e quella omnidirezionale utilizzata per riceverli.
Il sistema è stato montato su una piattaforma rotante motorizzata per testare la sua qualità più cruciale: la capacità di rimanere connesso quando l'orientamento del dispositivo cambiava mentre ruotava (passando a qualsiasi antenna fosse generalmente orientata verso la stazione base). Le antenne direzionali monitoravano la qualità dei pacchetti ricevuti dalla stazione base per decidere quale di loro doveva inviare il pacchetto successivo.
Anche se ruotato a un giro al secondo, il prototipo poteva trasmettere video con quasi zero interferenze. Ciò suggerisce che l'approccio funzionerebbe bene in situazioni reali, afferma Zhong. Ha raccolto una settimana di dati dagli accelerometri e dalle bussole di 11 smartphone effettivamente in uso da persone reali e ha scoperto che questi telefoni venivano raramente ruotati a più di un terzo di giro al secondo durante la connessione.
L'attuale prototipo utilizzava le frequenze Wi-Fi perché le antenne Wi-Fi direzionali standard sono più facili da acquisire. Ma i risultati si applicano a qualsiasi frequenza, afferma Zhong. Il suo gruppo sta lavorando a una versione che collega più antenne ai telefoni cellulari Nexus One che eseguono il sistema operativo Android, oltre a simulazioni al computer dell'approccio. I risultati finora confermano i test Wi-Fi, dice.
Tutti i risultati suggeriscono che l'utilizzo di sole due antenne in un telefono offrirebbe risparmi significativi, afferma Zhong. Con un'antenna sul retro e una sul davanti puoi raddoppiare la potenza del segnale ai margini della rete rispetto a un'antenna normale e dimezzare l'energia necessaria quando sei al centro della rete.
Spencer Webb, presidente di Sistema antenna , una società del New Hampshire che progetta antenne per qualsiasi cosa, dai telefoni cellulari ai dispositivi medici, concorda sul fatto che due antenne separate davanti e dietro potrebbero aiutare un telefono cellulare in una varietà di situazioni. Un esempio è che quando si posiziona un dispositivo su una superficie, potrebbe passare all'antenna più in alto per evitare interferenze, afferma Webb.
Più antenne potrebbero anche consentire di eludere il problema della presa dell'utente che ostacola la connessione, un problema con cui molti ora hanno familiarità grazie alla pubblicità che circonda il lancio di iPhone 4 di Apple, aggiunge Webb. Se avessi, ad esempio, due antenne e le usi saggiamente, potresti forse prevenire alcuni di questi problemi cambiando l'antenna quando una persona cambia la posizione della mano, dice.
Tuttavia, uno dei motivi della controversia sull'iPhone di Apple, soprannominato antennagate, sono i vincoli ristretti allo spazio e al design degli smartphone, aggiunge Web. Dispositivi come Droid X e HTC Evo hanno suggerito che gli smartphone più grandi stanno diventando popolari tra i designer, afferma Webb. Ma hanno messo più spazio per l'antenna lì dentro? No.
Gli ingegneri delle antenne in genere perdono nella battaglia per lo spazio alla batteria o ad altri componenti, afferma Webb. I produttori avranno bisogno di componenti compatti che offrano un grande risparmio di spazio per fare spazio a un'antenna aggiuntiva. Ciò potrebbe diventare possibile man mano che i chip necessari diminuiscono in termini di costi e dimensioni e quando i gestori di telefoni cellulari si spostano verso reti mobili di prossima generazione, come LTE e 4G, che utilizzano antenne più piccole, afferma Zhong, sebbene la strategia possa ottenere una trazione più immediata in altri tipi di dispositivo. In un laptop, ad esempio, è disponibile più spazio come il retro dello schermo, afferma Webb.