Qué son las ondas T o la radiación submilimétrica (TEL135S)

Con la llegada de la 5a generación de comunicaciones móviles, 5G, y ya hablando de 6G, la posibilidad de utilizar frecuencias cada vez más altas lleva a la discusión de las dificultades de las tecnologías que habrá que superar en cuanto al comportamiento de las señales que deben emitirse y recibirse de la forma más eficaz posible. Hablamos entonces de ondas T de rayos T u ondas submilimétricas en la banda de Terahertz (*).

Incluso hoy en día estamos utilizando señales de radio de forma convencional que se encuentran en bandas cuyo comportamiento no se desvía de un patrón común que todos conocemos.

Estas son las señales de frecuencia del espectro electromagnético hasta un poco más de decenas de Terahertz y conocidas como espectro de ondas de radio o espectro de radio, como se muestra en la Figura 1.

Figura 1 - El espectro de radio termina en el rango de microondas justo por encima de 1 Terahertz.

En realidad, no existe un punto de transición exacto. En la región donde llegamos a 1 Terahertz comenzamos a tener una transición más acentuada en el comportamiento de las señales.

Las ondas de radio que se pueden trabajar mediante dispositivos emisores y receptores con antenas ya no tienen un comportamiento que lo permita y empiezan a tener un comportamiento que tiende mucho más a la radiación, luz visible y radiación ultravioleta, siguiendo regiones del espectro.

Esto significa que los fenómenos comunes a las señales de radio que estudiamos en nuestros cursos de telecomunicaciones deben abordarse de otra manera.

La UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) fija ondas T u ondas submilimétricas en el rango de 0,3 a 3 Terahertz (300 a 3000 GHz). Las bandas de 90GHz a 1 | THz ya están reservadas para estas aplicaciones en 6G.

Las longitudes de onda correspondientes a estas señales ya nos permiten evaluar cómo se comportan estas señales.

Para señales a frecuencias relativamente bajas, como las de onda corta y VHF, los problemas son pequeños en comparación con los objetos de nuestro mundo ambiental. Estas señales pueden rodear la mayoría de los objetos y reflejarse solo en los más grandes. La refracción se lleva a cabo de una manera que se puede manipular fácilmente e incluso utilizar con fines prácticos. Las señales también atraviesan fácilmente la mayoría de los objetos. (Figura 2)

Figura 2 - Refracción de señales en capas de aire caliente

Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia, cada vez más tenemos un comportamiento que se acerca a la luz.

Cuando llegamos al rango de microondas, las señales ya comienzan a comportarse de manera similar a la luz.

Las microondas se pueden conducir como la luz a través de fibras ópticas. Se trata de las guías de ondas, que por sus dimensiones trabajan en este rango, pero no podrían operar con ondas de mayor longitud, por las dimensiones que deberían tener. La figura 3 muestra una guía de ondas.

Figura 3 - Las guías de ondas | Haga click en la imagen para ampliar |

Las guías de ondas actúan como "tuberías" para las ondas, mostrando un comportamiento diferente.

Para el rango de Terahertz tenemos longitudes de onda menores a 1 mm, lo que significa que una antena convencional sería difícil de implementar. La conducción de señales a través del circuito también sería un problema a analizar.

Una forma de obtener la eficiencia necesaria para las señales de los transmisores de equipos, como teléfonos celulares, sería aumentar la directividad de las emisiones.

Hoy en día, el uso de micro antenas que serían objetivo se analiza de la misma manera que con los dispositivos de microespejos o los dispositivos de microespejos digitales DMD o los dispositivos de microespejos digitales. Es una serie de espejos extremadamente pequeños en un chip, que se pueden mover mediante una señal eléctrica. Esta tecnología fue desarrollada por Texas Instruments.

El dispositivo también se puede utilizar como memoria óptica, ya que los espejos permanecen en la posición del último comando, incluso después de que se haya eliminado la señal.

En la figura 4 un dispositivo de este tipo trabaja con luz en proyectores de TV.

Figura 4 - Un chip DMD utilizado en proyectores de imágenes - imagen de Texas Instruments

Para la banda 6G, se utilizarán dispositivos equivalentes para dirigir las señales de la onda T con el fin de tener una mayor eficiencia de recepción o transmisión.

Los dispositivos de este tipo se colocarían en una distribución ortogonal, como se hace con los sensores inerciales, de manera que se posicionarían por comando eléctrico siempre alineados con la dirección máxima de la señal.

La idea de la tecnología 6G es exactamente eso. Debido a la dificultad de propagar las ondas T, que daría lugar a rangos cortos, especialmente en áreas densamente pobladas, miles de celdas, colocadas en todo lo posible, actúan como estaciones repetidoras.

Con los microespejos que en realidad serían sustituidos por microantenas, la dirección en busca de la mejor señal sería siempre automática y muy rápida, hasta el punto de no perder la señal durante una transición de temporada, debido al movimiento.

Pero las ondas también encuentran otras aplicaciones más allá de las comunicaciones, como en el caso del 6G.

Estas ondas pueden penetrar determinados cuerpos, como el nuestro, y reflejarse en determinadas estructuras, con un comportamiento que se asemeja al de los rayos X, con la diferencia de que es no ionizante.

Recuerde que a medida que aumenta la frecuencia de una onda electromagnética, comienza a exhibir un comportamiento cuántico que es cada vez más evidente. Los "paquetes" de energía, o cuantos en los que se pueden dividir las señales, transportan cantidades de energía cada vez mayores.

Así, con un valor suficientemente elevado, como ocurre con frecuencias superiores a la radiación ultravioleta, esta radiación puede romper enlaces atómicos provocando, en el caso de los seres vivos, la destrucción de células.

Con las ondas T, esto no sucede. Así, se pueden crear equipos para escanear personas e incluso objetos con aplicaciones de seguridad.

Por supuesto, esto dependerá de la creación de dispositivos capaces de emitir, recibir o incluso dirigir estas ondas.

En la foto de la figura 5, un transmisor / receptor 6G experimental.

Estos componentes ya están apareciendo, como podemos ver en los ejemplos a continuación.

Componentes 6G en Mouser

Estos componentes ya están apareciendo, como podemos ver en los ejemplos a continuación.

Componentes 6G en Mouser

Figura 5 - Transmisor / Receptor 6G - imagen de Internet (https://www.miwv.com/what-is-6g/)