Múltiplos canais na mesma frequência

Eletrônica

Ondas de rádio torcidas colocam múltiplos canais na mesma frequência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/03/2012

Esquema do experimento realizado em Veneza, demonstrando a transmissão de dois canais de rádio independentes dentro do mesmo de sinal de ondas torcidas, ou ondas trançadas. [Imagem: Tamburini et al./NJP]

Ondas de rádio trançadas

Um grupo de pesquisadores italianos e suecos parece ter resolvido o problema do congestionamento dos canais de transmissão de dados via rádio, as agora rebatizadas "transmissões wireless".

Celulares, internet sem fio e TVs digitais estão provocando um esgotamento rápido do número de frequência de rádio disponíveis para transmitir informações - embora a adoção da era digital esteja longe de atingir seu potencial quando se considera o mundo todo.

A saída pode ser trançar as ondas de rádio, girando-as em seu próprio eixo, até que elas assumam o formato da rosca de um parafuso.

Uma onda pode ser girada ao redor de seu eixo um certo número de vezes, tanto no sentido horário quanto anti-horário, o que permite montar inúmeras configurações de ondas diferentes, que podem compartilhar a mesma banda de transmissão, ou a mesma frequência.

Os cientistas já fazem isso com a luz há bastante tempo, já tendo demonstrado até uma "luz super trançada".

Agora, Fabrizio Tamburini e seus colegas das universidades de Pádua (Itália) e Uppsala (Suécia) demonstraram que isso também é possível de se fazer na prática com as ondas de rádio.

Ondas torcidas

As ondas de rádio trançadas, ou ondas de rádio torcidas, como os cientistas as chamam, permitem que um número praticamente infinito de canais possa ser transmitido e recebido em uma mesma área.

O mecanismo funciona para rádio, TV e WiFi.

"Em uma perspectiva tridimensional, essa torção de fase se parece com um macarrão fusili. Cada um dos feixes torcidos pode ser gerado de forma independente, propagado e detectado exatamente na mesma banda de frequência, comportando-se como canais de comunicação independentes," resume Tamburini.

Observe o detalhe da antena parabólica helicoidal usada para gerar o efeito de onda trançada. Duas antenas Yagi (à direita) foram usadas para receber cada um dos dois canais codificados na transmissão experimental. [Imagem: Tamburini et al./NJP]

Para demonstrar a técnica, a equipe transmitiu ondas de rádio trançadas, na banda de 2,4 GHz, por uma distância de 442 metros, entre uma casa na Ilha de São Jorge e um prédio na região continental de Veneza, na Itália.

Os dois canais inseridos na transmissão foram detectados e separados perfeitamente.

"É possível usar a multiplexação, como na TV digital, em cada um dos feixes, para implementar ainda mais canais nos mesmos estados, o que significa que se pode obter 55 canais na mesma banda de frequência," disse Tamburini.

Buracos negros trançados

A descoberta tem efeitos também na astrofísica.

Os buracos negros, por exemplo, estão girando constantemente. Conforme as ondas passam por eles, elas são forçadas a girar, alinhando-se com o buraco negro.

De posse dos novos cálculos, os astrofísicos poderão tirar mais informações da luz captada, em diversos comprimentos de onda, vinda desses e de outros corpos celestes.

"Nós descobrimos que isso cria um novo efeito relativístico que estampa um momento angular orbital nessa luz," afirma o grupo, em um outro artigo que estabelece os fundamentos teóricos da descoberta.

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Bibliografia:
Encoding many channels on the same frequency through radio vorticity: first experimental test
Fabrizio Tamburini, Elettra Mari, Anna Sponselli, Bo Thidé, Antonio Bianchini, Filippo Romanato
New Journal of Physics
Vol.: 14, 033001
DOI: 10.1088/1367-2630/14/3/033001
Twisting of light around rotating black holes
Fabrizio Tamburini, Bo Thidé, Gabriel Molina-Terriza, Gabriele Anzolin
Nature Physics
Vol.: 7, 195-197
DOI: 10.1038/nphys1907