Formato de antena aumenta eficiência de telefone celular

9th November 2017
Posted By : Enaie Azambuja
Formato de antena aumenta eficiência de telefone celular

Uma antena compacta e versátil para telefones celulares, com maior eficiência na recepção e transmissão de sinais, é o resultado de uma pesquisa realizada na Escola Politécnica da USP. Graças a um formato inovador, a antena pode receber e transmitir sinais em cinco bandas de frequência diferentes, o que inclui serviços como chamadas de voz e uso da Internet. O dispositivo também reduz a perda de sinal, o que aumenta o alcance da antena e reduz o consumo de energia da bateria.

A patente já foi depositada e aguarda aprovação para a nova antena poder chegar ao mercado. A professora Fátima Salete Correra, que coordenou a pesquisa, explica que um telefone celular hoje abriga diferentes sistemas de comunicação que operam em diversas bandas de frequência.

“Por exemplo, o sistema GSM (Global System for Mobile Communications), que é usado no telefone para chamadas de voz, opera em frequências em torno de 900 e 1.800 megahertz (MHz). As redes sem fio, para acesso à Internet, usam a frequência de 2,4 gigahertz (GHz)”, aponta.

“O celular precisa transmitir e receber todas essas frequências, o que poderia ser feito utilizando uma antena para cada faixa de frequência”, diz a professora. “No entanto, isso ocuparia muito espaço dentro do aparelho e aumentaria a complexidade dos circuitos. Então o ideal é ter uma antena multibanda, capaz de operar em várias frequências.”

Fátima relata que a antena faz a interface entre as ondas eletromagnéticas no ar e o dispositivo eletrônico que processa o sinal. “Ela capta a onda eletromagnética com a informação, que depois vai ser processada e disponibilizada ao usuário em forma de som, imagem ou dados”, descreve. As antenas para telefones celulares disponíveis comercialmente perdem uma parte do sinal recebido, que é refletido de volta para o ambiente.

“A antena desenvolvida na pesquisa consegue entregar ao celular 20% a mais do sinal captado. Isso aumenta o alcance do aparelho e também reduz seu consumo de potência, permitindo uma duração maior da bateria.”

A antena produzida no estudo, que fica dentro do telefone celular, é composta de uma placa de circuito impresso retangular que tem numa das extremidades uma plaqueta radioadora, peça feita em folha de cobre com tamanho próximo ao de uma moeda de um real.

“A face posterior da placa é parcialmente revestida de cobre, formando o plano de terra, que atua como referência para o sinal que é aplicado no conector de entrada da antena”, explica a professora. “A plaqueta tem a função de receber e transmitir sinais.”

A principal inovação desenvolvida na pesquisa é a geometria da antena, que utiliza uma plaqueta em forma de uma letra “G” retangular. A adição de uma fenda nessa plaqueta e de um toco metálico conectado ao plano de terra permitem a operação da antena em cinco frequências diferentes, com boa eficiência na transferência do sinal captado para o circuito do telefone celular.

De acordo com Fátima, esse tipo de antena é denominado “planar” devido a seu formato, e também “pentabanda”, por captar sinais em cinco bandas de frequência distintas ao mesmo tempo.

“Ela pode receber e transmitir sinais em bandas de frequência GSM, usadas em telefonia celular, e ISM (Industrial, Scientific and Medical), adotada pelas redes sem fio Bluetooth e Wi-Fi”, destaca.

“A antena também opera nas bandas de frequência usadas pelos diversos sistemas de transferência de dados por celular, como EDGE e GPRS, conhecidos como 2,5G e sistema 3G.”

A antena desenvolvida pode ser utilizada no terminal do usuário, como telefones celulares e outros tipos de dispositivos móveis, como tablets. “O fato de uma única antena ser utilizada para operar em várias frequências proporciona mais espaço no interior do aparelho, que pode ser utilizado para a eletrônica de outras funções”, destaca a professora da Poli. “A geometria proposta para a antena é inovadora.”

O funcionamento da antena proposta é descrito na dissertação de mestrado de Murilo Hiroaki Seko, que atualmente é doutorando da Poli. O depósito da patente foi feito por meio da Agência USP de Inovação (Auspin) e atualmente aguarda a aprovação do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi).

“É um processo complexo, que exige a análise do invento e uma extensa pesquisa bibliográfica na literatura técnica e em bancos de patentes para comprovar a inovação”, diz Fátima. Uma vez concedida a patente, ela é divulgada na revista do Inpi. A Auspin cuida do processo de depósito da patente e busca empresas que possam ter interesse no invento. “Os royalties obtidos com a patente são revertidos para a USP, trazendo recursos para a Universidade.”


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