/elektronik

DTU udvikler miniantenne til anti-terror

Ved hjælp af metamaterialer vil forskere på DTU udvikle nye antenner, som bryder de nuværende naturlove for antennernes størrelse. De kommende mikroantenner kan blandt andet udnyttes til advare om miltbrandbakterier og sprængstoffer fra terrorangreb.


Hvad er metamaterialer?

Strukturerede materialer – eller blot metamaterialer – er en helt ny gren af videnskaben, som gør det muligt at designe materialer, så de får helt andre egenskaber end dem, de havde fra naturens hånd. I det planlagte projekt arbejdes med den specielle type af metamaterialer, som kaldes dobbelt negative (DNG) materialer, Navnet refererer til, at materialets såkaldte permittivitet, der bestemmer de elektriske egenskaber, og permittivitet, der bestemmer de magnetiske egenskaber, begge er negative størrelser. Dette er i modsætning til naturligt forekommende materialer, hvor permittivitet og permeabilitet er positive. Med de ændrede elektriske og magnetiske egenskaber ændres også materialets vekselvirkning med elektromagnetiske bølger, som f.eks. radiobølger og lys, og det giver en række nye fysiske mekanismer, som kan lede til nye tekniske anvendelser. Derved kan vi i fremtiden komme til at se strukturerede materialer med egenskaber så specielle, at de næsten er naturstridige. Danske forskere har allerede markeret sig internationalt inden for design af såkaldte fotoniske krystaller, som bogstavelig talt kan få lys til at løbe om hjørner.

Af Nicolai Østergaard, søndag 04. mar 2007 kl. 12:00

Forskere på DTU skal i et nyt projekt udvikle supereffektive, millimetersmå antenner, som kan give mikrochips og meget små sensorer trådløs adgang til internettet.
 
Antennerne kan blandt andet bruges til online-terrorbekæmpelse, hvor lufthavne, banegårde og byrum overvåges for miltbrandbakterier og sprængstoffer ved hjælp af mikroskopiske detektorer. 
 
»Mikroantennerne sætter en lavine af højteknologiske kommunikationsmuligheder i gang. Perspektiverne for anvendelse er enorme,« siger professor Olav Breinbjerg fra Ørsted-DTU.

Hidtil har trådløs opkobling til internettet være forbeholdt store og klodsede devices som pc eller mobiltelefon - men fremover vil sensorer kunne være online og kommunikere trådløst med en central.

DTU-forskningen er på dette stadie endnu ikke møntet på en bestemt anvendelse, men mikroantennerne kan udover kampen mod terror også anvendes på sundhedsområdet til f.eks. at kommunikere data til og fra blodtryksmålere og insulinpumper, og mikroantennerne kan udgøre en vigtig brik i hverdagen, hvor f.eks. bilmotorer og køleskabe kommunikerer trådløst med internettet.

Gennembrud er på vej

For at udvikle de nye, små antenner skal DTU-forskerne finde frem til materialer med helt specielle elektromagnetiske egenskaber.

De nye egenskaber betyder, at de begrænsninger, som naturlige materialer besidder, forsvinder. Derfor vil der ikke længere være en øvre grænse for, hvor effektive mikroantenner kan blive.

»Projektet er meget krævende, og går faktisk ud over grænserne for, hvad man kan i øjeblikket,« siger adjungeret professor Lars Lading, DTU.

Han er formand for Forskningsrådet for Teknologi og Produktion, som netop har afgjort bevillingen til forskningsprojektet på knap fem millioner kroner. Forskergruppen kan blive den første i verden, der udvikler så små antenner.

Forskningen i de såkaldte metamaterialer er mindre end ti år gammel og kan føre til teknologiske gennembrud inden for trådløs kommunikation, optik og bioteknologi.

I udviklingen af antenner har det været en naturlig begrænsning, at en effektiv antenne skal have en størrelse på omtrent det halve af den bølgelængde, den skal sende og modtage på - for mobiltelefoner betyder det en antenne på ca. syv cm., og når dagens mobiltelefonantenner er mindre, er effektiviteten også tilsvarende ringere.

»Med metamaterialerne er det nu muligt at bryde de naturlige begrænsninger og udvikle antenner, der kan sende og modtage effektivt i alle retninger og inden for alle de bølgelængder, der bruges til mobiltelefoni og radioudsendelser,« siger Olav Breinbjerg.

Vitale perspektiver

Det amerikanske forsvar har for nylig peget på udviklingen af mikroantenner som vitalt forskningsområde for USA's nationale sikkerhed.
 
Antennerne kan netop bruges til sensorer, der sniffer efter f.eks. sprængstof. Mikrochipsene er endnu ikke er udviklet, ikke mindst fordi det hidtil ikke har været muligt at udvikle en antenne så lille, at den kan indopereres i en mikrochip.



  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.