Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Un circuito relativamente simple reinventando por investigadores de la Universidad de Texas en Austin (EE.UU.) podría conseguir que los teléfonos inteligentes y otros dispositivos inalámbricos intercambiasen datos al doble de la velocidad a la que lo hacen ahora. La descripción del nuevo dispositivo aparece en Nature Physics.

El circuito lo que permite es que se puedan emitir y recibir señales por el mismo canal simultáneamente, algo que se conoce como dúplex (full-duplex). A día de hoy las radios deben emitir y recibir en momentos diferentes para evitar que se interfieran las señales que salen con las que llegan; actúan los mismo que dos personas que mantienen una conversación, que se turnan para hablar y escuchar. Al poder realizar las dos funciones a la vez ello implica la posibilidad de hasta duplicar la cantidad de información intercambiada en un tiempo dado.

El nuevo circuito, conocido como “circulador”, puede aislar las señales que entran en el dispositivo de aquellas que está enviando, actuando como una especie de filtro selectivo entre la antena del dispositivo y su circuitos de radio.

El concepto en el que se basan los circuladores ya está en uso en los radares, pero siempre se han construido con imanes muy potentes hechos a partir de metales de los llamados tierras raras, lo que los hace muy voluminosos e inapropiados para teléfonos o incluso para ordenadores portátiles. El nuevo circuito evita el uso de imanes y usa solo componentes electrónicos estándar con el resultado de que es muy barato, pequeño (2 centímetros de ancho antes de proceso de miniaturización alguno) y ligero; ideal para un teléfono.

El circulador parece, y de hecho funciona, como una glorieta de tráfico a la que llegan tres “carreteras”, cables realmente. La señales pueden entrar o salir del circulador a través de uno cualquiera de estos tres cables, pero unos componentes llamados resonadores colocados alrededor del círculo se aseguran de que la circulación se produce solo en el sentido de las agujas del reloj. Cuando se conecta la antena de un dispositivo inalámbrico a uno de estos cables que llevan al circulador, éste la aísla delas que están circulando para salir del mismo.

La única dificultad que impediría llegar el sistema a la nueva generación de telefonía móvil sería que los investigadores no consiguiesen que el circulador funcionase lo suficientemente bien a las frecuencias en las que trabajan las redes wifi actuales. La buena noticia es que son optimistas ya que en las pruebas preliminares ha demostrado funcionar en un rango muy amplio de frecuencias.

Referencias:

Nicholas A. Estep, Dimitrios L. Sounas, Jason Soric & Andrea Alù (2014) Magnetic-free non-reciprocity and isolation based on parametrically modulated coupled-resonator loops Nature Physics DOI:10.1038/nphys3134

Simonite, T (2014) Simple Circuit Could Double Cell Phone Data Speeds MIT Technology Review

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance