Antenne efficaci per le interconnessioni senza fili

Le interconnessioni cablate tradizionali di tipo “chip-to-chip” e “on-chip” limitano le prestazioni dei circuiti integrati in termini di velocità. Un’alternativa allettante che sta emergendo negli ultimi anni è rappresentata dalle interconnessioni senza fili con antenne integrate che consentono di accelerare le comunicazioni nei sistemi digitali semplificando, nel contempo, il processo di progettazione.

Le tecnologie più recenti per la costruzione di circuiti integrati consentono di ottenere buone prestazioni in termini di circuiteria alle frequenze delle onde millimetriche. Il progetto MIANT (Monolithic integrated antennas) è stato concepito allo scopo di garantire un’integrazione efficace di antenne di dimensioni minuscole.

Gli scienziati hanno proposto l’utilizzo di circuiti analogici come elementi di radiazione delle antenne integrate che, a tal fine, sono stati suddivisi in patch e utilizzati come elettrodi per le antenne. Questo meccanismo consentiva di ottenere un utilizzo ottimale dell’area dei chip delle antenne in virtù del fatto che queste condividevano la stessa struttura di metallizzazione con i circuiti.

Il gruppo di lavoro ha adottato contemporaneamente tecniche numeriche e sperimentali allo scopo di gestire alcuni problemi cruciali che ostacolavano un’integrazione efficace delle antenne. Il substrato in silicio delle antenne integrate presenta elevate perdite dielettriche nella gamma delle microonde, mentre un substrato ad alta resistività consentiva di ridurre al minimo questo effetto negativo. Gli scienziati hanno anche utilizzato substrati estremamente sottili in grado di ridurre le interferenze tra i circuiti digitali integrati e il collegamento chip-to-chip senza fili.

Questi studi dovrebbero fornire una solida base teorica per l’attuazione di interconnessioni chip-to-chip senza fili. L’integrazione delle antenne in substrati estremamente sottili consente di ottenere elevate velocità di trasmissione di dati chip-to-chip senza fili in grado di raggiungere 10 gigabit al secondo. Fatta eccezione per i sistemi digitali, gli studi incentrati sulle antenne integrate registrano importanti implicazioni in termini di efficienza di raccolta dei dati per i sensori.