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Des antennes doubles augmenteraient les signaux des téléphones portables
La récente fureur suscitée par l'antenne de l'iPhone 4 a fait prendre conscience aux consommateurs des contraintes auxquelles les concepteurs sont confrontés lorsqu'ils tentent de créer des gadgets élégants et compacts qui bénéficient également d'une bonne connexion. Des chercheurs de l'Université Rice ont mis au point une conception qui pourrait éliminer les problèmes de signal et prolonger la durée de vie de la batterie. La conception utilise deux antennes qui concentrent leur puissance dans des directions différentes.
Circuit radio : Cet émetteur sans fil a été connecté à trois antennes directionnelles, une configuration qui montre comment les téléphones portables peuvent économiser de l'énergie en dirigeant les signaux radio vers les tours de téléphonie cellulaire.
L'antenne de votre téléphone portable actuel émet un signal dans toutes les directions. Seule une infime fraction de cette énergie atteint réellement la station de base, dit Lin Zhong , dont le groupe de recherche étudie les moyens de rendre les appareils informatiques plus efficaces. Non seulement c'est un gaspillage de la durée de vie de la batterie d'un téléphone portable, dit-il, mais cela crée des interférences inutiles pour les autres utilisateurs.
Les antennes qui diffusent de l'énergie dans une bande plus étroite peuvent être plus efficaces. Les tours de téléphonie cellulaire utilisent cette tactique, avec plusieurs antennes pointant dans des directions différentes pour mieux servir les utilisateurs. Le groupe de Zhong, en collaboration avec un collègue Ashutosh Sabharwal , a développé un prototype de système d'antenne qui pourrait donner cette capacité aux téléphones portables eux-mêmes, économisant de l'énergie et prolongeant la durée de vie de la batterie.
Les chercheurs ont connecté un petit émetteur Wi-Fi à trois antennes patch directionnelles bon marché orientées dans différentes directions, ainsi qu'à une antenne omnidirectionnelle standard. Un seul des quatre était actif à un moment donné, l'antenne directionnelle étant utilisée pour envoyer des données à la station de base et l'antenne omnidirectionnelle utilisée pour les recevoir.
Le système a été monté sur une plate-forme de rotation motorisée pour tester sa qualité la plus cruciale : la capacité de rester connecté lorsque l'orientation de l'appareil changeait lorsqu'il tournait (en basculant sur l'antenne généralement orientée vers la station de base). Les antennes directionnelles surveillaient la qualité des paquets reçus de la station de base pour décider laquelle d'entre elles devait envoyer le prochain paquet.
Même lorsqu'il tournait à un tour par seconde, le prototype pouvait diffuser de la vidéo avec presque aucune interférence. Cela suggère que l'approche fonctionnerait bien dans des situations réelles, dit Zhong. Il a collecté une semaine de données à partir des accéléromètres et des boussoles de 11 téléphones intelligents réellement utilisés par de vraies personnes, et a découvert que ces téléphones tournaient rarement à plus d'un tiers de tour par seconde lorsqu'ils étaient connectés.
Le prototype actuel utilisait des fréquences Wi-Fi car les antennes Wi-Fi directionnelles standard sont plus faciles à acquérir. Mais les résultats s'appliquent à n'importe quelle fréquence, dit Zhong. Son groupe travaille sur une version qui connecte plusieurs antennes aux téléphones portables Nexus One exécutant le système d'exploitation Android, ainsi que sur des simulations informatiques de l'approche. Les résultats à ce jour confirment les tests Wi-Fi, dit-il.
Tous les résultats suggèrent que l'utilisation de seulement deux antennes dans un téléphone offrirait des économies importantes, explique Zhong. Avec une antenne à l'arrière et une à l'avant, vous pouvez doubler la puissance du signal à la périphérie du réseau par rapport à une antenne ordinaire et réduire de moitié l'énergie nécessaire au centre du réseau.
Spencer Webb, président de AntenneSys , une entreprise du New Hampshire qui conçoit des antennes pour tout, des téléphones portables aux appareils médicaux, convient que deux antennes distinctes à l'avant et à l'arrière pourraient aider un téléphone portable dans diverses situations. Un exemple est que lorsque vous placez un appareil sur une surface, il peut basculer sur l'antenne la plus haute pour éviter les interférences, explique Webb.
Plusieurs antennes pourraient également permettre de contourner le problème de l'adhérence d'un utilisateur entravant la connexion, un problème que beaucoup connaissent désormais grâce à la publicité entourant le lancement de l'iPhone 4 d'Apple, ajoute Webb. Si vous aviez, disons, des antennes doubles et que vous les utilisiez à bon escient, vous pourriez peut-être éviter certains de ces problèmes en changeant d'antenne lorsqu'une personne change la position de sa main, dit-il.
Cependant, l'une des raisons de la controverse autour de l'iPhone d'Apple, surnommé antennegate, réside dans les contraintes strictes en matière d'espace et de conception dans les téléphones intelligents, ajoute Web. Des appareils comme le Droid X et le HTC Evo ont suggéré que les téléphones intelligents plus grands deviennent populaires auprès des concepteurs, dit Webb. Mais ont-ils mis plus d'espace d'antenne là-dedans ? Non.
Les ingénieurs d'antennes sont généralement perdants dans la bataille pour l'espace pour la batterie ou d'autres composants, dit Webb. Des composants compacts offrant un gain de place important seront nécessaires pour que les fabricants fassent de la place pour une antenne supplémentaire. Cela pourrait devenir possible à mesure que le coût et la taille des puces nécessaires diminuent, et que les opérateurs de téléphonie mobile se tournent vers les réseaux mobiles de nouvelle génération, tels que le LTE et la 4G, qui utilisent des antennes plus petites, dit Zhong, bien que la stratégie puisse gagner en popularité dans l'immédiat. d'autres types d'appareils. Dans un ordinateur portable, par exemple, plus d'espace comme le dos de l'écran est disponible, explique Webb.