Las antenas «látigo», esas largas varillas de metal que solían extenderse desde nuestros autos, se ven muy bien en una especie de Smokey and the Bandit . Pero para los vehículos militares, no son una gran solución.
Las tropas sobre el terreno se comunican mediante señales de radio de frecuencia relativamente baja. La ventaja es que no requieren mucha energía y pueden viajar largas distancias. Pero para operar de manera eficiente, las antenas deben tener al menos un cuarto de la longitud de las ondas de radio que transmiten. Dado que las comunicaciones militares utilizan la banda de HF, donde las ondas de radio pueden oscilar entre 10 y 100 yardas de longitud, las antenas grandes son mejores. Pero colocar antenas enormes en un Humvee o un vehículo blindado de transporte de personal o un tanque simplemente no es práctico. Mientras tanto, las antenas cortas son ineficientes, operan en un ancho de banda estrecho y disipan hasta el 90 por ciento de la potencia de entrada como calor inútil en lugar de señales de radio de transmisión útiles.
«SI HAY UNA GRAN ESTRUCTURA METÁLICA, ¿POR QUÉ NO APROVECHARLA?»
Pero, ¿y si pudiera ampliar de manera efectiva el tamaño de la antena utilizando el propio vehículo como antena? Eso es lo que los ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison buscan hacer como parte de un proyecto apoyado por la Oficina de Investigación Naval (ONR). «Básicamente, estamos considerando usar las ‘antenas’ montadas tradicionalmente en vehículos militares como un medio para excitar la plataforma en sí», dice Nader Behdad, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en UW – Madison. «Si hay una gran estructura metálica, ¿por qué no aprovecharla?»
El equipo tiene como objetivo diseñar «estructuras de acoplamiento» que, cuando se colocan estratégicamente en un vehículo, le permitan transmitir o recibir señales a bajas frecuencias. Las estructuras actúan como dipolos eléctricos o magnéticos «excitando» la estructura principal, es decir, haciéndola resonar a frecuencias comparables a su tamaño y forma. Pueden «sintonizar» el vehículo para que funcione como una antena en un rango de frecuencias.
«Piense en un vehículo blindado de transporte de personal, por ejemplo», dice Behdad. «Las dimensiones son generalmente de unos 10 metros de largo. Algunos modos de resonancia natural de la estructura resuenan de manera muy eficiente en frecuencias de HF con diferentes distribuciones de corriente [estimulantes] y patrones de radiación. Con el modelo a escala que usamos, demostramos que esto funciona».
El modelo a escala que hicieron fue simplemente una caja de metal simple emparejada con bucles rudimentarios como estructuras de acoplamiento. El proyecto tiene solo dos meses, pero en el transcurso de los próximos dos años, los investigadores quieren escalar a un vehículo de tamaño completo. Behdad dice que han descubierto que las formas de las estructuras de acoplamiento importan menos que su ubicación, pero que si la energía se acopla de manera eficiente a la plataforma, es posible el funcionamiento de la antena de banda ancha a bajas frecuencias de alrededor de 10 MHz. Convenientemente, el proceso no requiere cambiar las estructuras del vehículo. «No vamos a cortar ni alterar la plataforma, solo vamos a poner estructuras de acoplamiento», enfatiza Behdad.
«PODÍAS ESCUCHAR SEÑALES DESDE EL OTRO LADO DEL MUNDO».
El ancho de banda es importante. Los vehículos militares actuales usan transmisores separados que manejan datos de Internet, conexiones Bluetooth y llamadas de teléfonos celulares porque cada señal usa un ancho de banda particular. Si un camión como antena tiene suficiente ancho de banda para enviar y recibir múltiples tipos de información, puede prescindir de múltiples antenas, volviéndose más sigiloso y menos propenso a sufrir daños. «Si aumenta el volumen sobre el que se distribuye la corriente de radiación, aumenta el ancho de banda. Debido a que la plataforma es la antena, obtiene más ancho de banda que con una antena de látigo montada en ella y sintonizada en la misma frecuencia», dice Behdad.
El objetivo del equipo es lograr un ancho de banda de 25 KHz a 2 MHz y un rango mayor a 10 MHz. Dicho ancho de banda podría permitir velocidades de transmisión de datos de hasta 100 Kbps, suficiente para voz y datos de texto, si no para video o imágenes.
En esta era de tecnología de banda ancha de alta velocidad y alta frecuencia, es una solución extrañamente simple. «Cuando era más joven, solía escuchar estaciones de radio de onda corta usando una pequeña radio de transistores. Podías escuchar señales del otro lado del mundo. Eso fue asombroso para mí. Les digo a mis estudiantes que si nuestra infraestructura falla por alguna razón, la radio HF será el único medio confiable de comunicación de largo alcance «.
