Investigadores de Stanford y la Universidad Americana de Beirut han desarrollado una antena portátil y liviana que puede comunicarse con satélites y dispositivos en tierra, facilitando la coordinación de los esfuerzos de rescate y socorro en áreas propensas a desastres.

Cuando un terremoto, una inundación u otro desastre azota una región, la infraestructura de comunicación existente, como las torres de telefonía celular y de radio, a menudo resulta dañada o destruida.Restablecer las comunicaciones de emergencia lo más rápido posible es vital para coordinar los esfuerzos de rescate y socorro.

Investigadores de la Universidad de Stanford y la Universidad Americana de Beirut (AUB) han desarrollado una antena portátil que podría desplegarse rápidamente en zonas propensas a desastres o utilizarse para establecer comunicaciones en regiones subdesarrolladas.La antena, descrita recientemente enComunicaciones de la naturaleza, se reduce a untamaño pequeñoy puede cambiar fácilmente entre dos configuraciones para comunicarse con satélites o dispositivos en tierra sin utilizar energía adicional.

"Las soluciones de última generación que normalmente se emplean en estas áreas son platos metálicos pesados. No son fáciles de mover, requieren mucha energía para funcionar y no son particularmente rentables".dijo Maria Sakovsky, profesora asistente de aeronáutica y astronáutica en Stanford."Nuestra antena es liviana,baja potenciay puede cambiar entre dos estados operativos.Es capaz de hacer más con lo menos posible en estas zonas donde faltan comunicaciones".

Dos funciones en una antena

Los investigadores desarrollaron la antena con un enfoque típicamente utilizado para diseñar dispositivos que se despliegan en el espacio.Debido a limitaciones de combustible y espacio, la tecnología que se envía a órbita debe ser muy liviana y empaquetada lo más pequeña posible.Una vez que los elementos están en órbita, se despliegan hasta darles la forma adecuada para su uso.Los investigadores querían que su antena fuera igualmente plegable y liviana.

La antena diseñada por Sakovsky y sus colegas de la AUB, incluidos Joseph Costantine, Youssef Tawk y Rosette Maria Bichara, está hecha de compuestos de fibra (un material utilizado a menudo en los satélites) y se asemeja a un juguete infantil con trampa para los dedos, con múltiples tiras de material.cruzando en espirales.Al igual que cualquier antena basada en hélice, el material conductor que atraviesa la antena envía señales, pero gracias a su estructura única, los investigadores pueden ajustar el patrón y la potencia de esas señales en la nueva antena al darle formas más largas o más cortas.

"Como queríamos que la antena pudiera colapsar y adoptar una forma empacable, comenzamos con esta estructura que nos llevó a un diseño de antena muy poco tradicional", dijo Sakovsky."Estamos utilizando formas que nunca antes se habían utilizado en antenas helicoidales y hemos demostrado que funcionan".

En su forma más compacta, la antena es un anillo hueco que mide poco más de 1 pulgada de alto y alrededor de 5 pulgadas de ancho (no mucho más grande que una pulsera) y pesa 1,4 onzas.De esta forma, es capaz de llegar a los satélites con una señal de alta potencia enviada en una dirección particular.Cuando se extiende hasta aproximadamente un pie de altura, la antena envía una señal de menor potencia en todas las direcciones, más parecida a un enrutador Wi-Fi.

Cambiar entre estos dos estados es tan simple como tirar o empujar la antena.Estos movimientos ni siquiera necesitan ser particularmente precisos porque, una vez que la antena pasa de cierto punto, la estructura se coloca en la posición correcta.El tamaño y la forma específicos del diseño de la antena determinarán a través de qué frecuencias se comunican esos dos estados.

"La frecuencia a la que desea operar determinará el tamaño que debe tener la antena, pero hemos podido demostrar que no importa a qué frecuencia opere, puede escalar este principio de diseño para lograr el mismo rendimiento", dijo Sakovsky..

El prototipo fabricado fue probado para su implementación y desempeño estructural en Stanford y sus características de radiación electromagnética en las instalaciones de medición de antenas en AUB.

Aplicaciones en órbita

Para ser desplegada en el campo, la antena necesitaría estar emparejada con un transceptor para enviar y recibir señales, un plano de tierra para reflejar ondas de radio y otros dispositivos electrónicos, pero el paquete completo todavía pesaría sólo alrededor de 2 libras, dijo Sakovsky.Y la funcionalidad dual única de la antena significa que podría reemplazar múltiples antenas más pesadas en áreas donde el despliegue es un desafío.

Esto incluye usos en áreas subdesarrolladas y afectadas por desastres, pero también, potencialmente, en el espacio.Sakovsky y sus colegas están considerando adaptar su diseño a las comunicaciones por satélite, permitiendo que los satélites utilicen el mismoantenahablar entre nosotros y hablar con el suelo.

"Tampoco tenemos mucha potencia operativa, volumen o masa de reserva en nuestra nave espacial", dijo Sakovsky."Esto tiene un gran potencial para reemplazar múltiples antenas en un satélite por una sola".