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Software driven Smart Antenna powered by RF MEMS Technology

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Les MEMS radioélectriques se frayent un chemin dans les communications sans fil 5G

La promesse de la 5G d’une connectivité mobile omniprésente suscite également des inquiétudes quant à l’augmentation de la consommation d’énergie. Sofant Technologies développe une technologie d’antenne intelligente qui améliorera la puissance du signal, consommera moins d’énergie et augmentera la durée de vie de la batterie des appareils mobiles.

Économie numérique

Les réseaux 5G sont à notre portée et la prochaine génération de connectivité Internet mobile utilisera la bande de fréquence à ondes millimétriques. L’utilisation de hautes fréquences dans la bande millimétrique améliorera considérablement le débit de données mobiles dans les applications à courte portée, mais il est essentiel de réduire la consommation d’énergie des appareils mobiles. Pour concrétiser les appareils mobiles capables de traiter les ondes millimétriques, il est essentiel d’améliorer radicalement la technologie des antennes et de réduire la consommation d’énergie. Le financement du projet SWARM par l’UE a permis à la société écossaise Sofant de développer une technologie d’antenne miniaturisée orientable qui améliorera les performances des terminaux mobiles, des infrastructures 5G et des terminaux terrestres de communication par satellite. Les technologies de base constituant cette petite antenne sont un module de système micro-électromécanique (MEMS) conçu pour les hautes fréquences radio (RF) et un logiciel intelligent créé par Sofant. C’est la première fois que la technologie RF MEMS fera ses preuves dans les communications sans fil pour les systèmes d’antenne à formation de faisceau, notamment les smartphones 5G, les infrastructures mobiles et les applications de communication par satellite. «Nous sommes précurseurs en proposant une approche innovante qui permettra à nos clients de décupler la performance de leurs systèmes RF et de réduire de 70 % leur consommation électrique», déclare David Wither, PDG de Sofant. Des conceptions d’antenne RF plus simples réduisent la consommation d’énergie Les déphaseurs RF sont des composants essentiels des systèmes d’antenne haute fréquence. Ils sont utilisés pour diriger le signal radio ou le «faisceau» d’un réseau d’antennes en ajustant la phase du signal d’entrée vers chaque élément d’antenne. Le dispositif MEMS RF de Sofant utilise un condensateur variable pour remplir cette fonction. Ce décalage de capacité change la phase du signal radio et oriente le faisceau dans la direction souhaitée. «Les antennes à faisceau orientable peuvent se verrouiller sur le signal le plus puissant disponible à un moment donné. Ils étendent non seulement le signal radio, mais réduisent également la consommation d’énergie du système », explique M. Wither. L’infrastructure mobile peut également utiliser des systèmes MEMS RF pour la formation du faisceau d’antenne: les éléments d’un réseau d’antennes sont déphasés afin de diriger un faisceau étroit pour des performances optimales. Les modules MEMS de Sofant sont des modules à faible perte et présentent un avantage de perte d’insertion de 6 dB par rapport aux solutions classiques, il n’est donc pas nécessaire d’intégrer un amplificateur de puissance à chaque élément d’antenne. «L’approche de Sofant nous permet de partager un amplificateur entre plusieurs éléments d’antenne. Cela réduit la taille du réseau d’antennes et la complexité de la conception RF et permet également une économie d’énergie considérable», ajoute M. Wither. «De plus, notre technologie MEMS RF permet de réduire considérablement la quantité de chaleur générée par les composants électroniques de l’antenne. Cela répond directement à une préoccupation majeure lors de la migration des systèmes de communication sans fil vers des fréquences plus élevées.» Le déphaseur MEMS RF à faibles pertes de Sofant ne se limite pas aux tours de réseau cellulaire 5G et aux appareils portables. Il peut également être utilisé dans les terminaux terrestres de communication par satellite qui communiquent avec des systèmes à satellite, dont la distance peut varier de 1 000 à 35 000 km dans l’espace. Le financement de l’UE stimule les entreprises ambitieuses Éprouver des technologies innovantes à grande échelle est souvent coûteux et difficile pour les jeunes entreprises. Grâce au projet SWARM, Sofant a trouvé les bons partenaires pour faire un bond décisif dans le niveau de préparation technologique de son produit. «Un financement européen peut grandement aider les jeunes entreprises technologiques en phase de démarrage à développer des projets innovants à haut risque, en complétant et motivant l’intervention des capital-risqueurs. Si le budget de l’UE est utilisé à bon escient, les idées de produits innovants seront prêtes à affronter la concurrence sur les marchés mondiaux et à maintenir l’avantage concurrentiel de l’UE», conclut M. Wither.

Mots‑clés

SWARM, antenne, Sofant, MEMS RF, 5G, communications sans fil, réseau d’antennes, infrastructure mobile, onde millimétrique

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