Veel aangesloten apparaten, films gedownload in seconden, autonoom rijden:het razendsnelle 5G moet dit allemaal mogelijk maken. Het probleem is dat de snelste vorm van 5G nu zeer snelle verbindingen binnen het netwerk vereist, die alleen werkt op korte afstanden. Aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) is daarom nieuwe antennetechnologie ontwikkeld, het mogelijk maken van langeafstandscommunicatie voor deze snelle vorm van 5G en zijn opvolger, 6G. De eerste praktijktest is onlangs uitgevoerd vanaf het dak van twee gebouwen op de TU/e-campus en is succesvol gebleken.

De volgende generatie draadloze netwerken, 5G, zal naar verwachting in 2020 commercieel worden uitgerold. Deze eerste fase, relatief lage frequenties gebruiken, is iets sneller dan 4G. Maar hoe hoger de frequentie, hoe meer gegevens u kunt verzenden. Daarom wordt gestreefd naar een vorm van 5G die werkt op veel hogere frequenties – 26 GHz, precies zijn. De capaciteit neemt dan direct met een factor 100 toe, die nodig is voor bijvoorbeeld zelfrijdende auto's.

Voor deze snelheidsverhoging is een vergelijkbare vergroting van de capaciteit van de verbindingen tussen de basisstations van het netwerk nodig. Voor deze verbindingen zullen zeer hoge frequenties (80 GHz) worden gebruikt. "Het probleem met het verzenden van signalen op deze hoge frequenties is dat ze alleen sterk genoeg zijn op een zeer korte afstand, " zegt Bart Smolders, Hoogleraar Telecommunicatie.

Elektronisch gekoppelde antennes

Voor een aantal jaar, aan de TU/e ​​is gewerkt aan antennes die signalen op deze hoge frequenties (en zelfs hoger, zoals 6G) over langere afstanden. De technologie maakt gebruik van een constellatie van elektronisch gestuurde antennes, die de radiostralen elektronisch in de goede richting sturen, gecombineerd met een schotelantenne om de energie te concentreren en de afstand te vergroten. Via spin-off MaxWaves, de technologie is doorontwikkeld tot een demonstrator – de eerste stap naar een prototype.

"De antennes bundelen meerdere signalen in een zeer smal, sterke straal radiogolven, vergelijkbaar met een laserstraal, " zegt Ronis Maximidis, Promovendus aan de TU/e ​​en medeoprichter van MaxWaves. Volgens Maximidis het resultaat is een signaalsterkte die 100 keer hoger is dan de huidige technieken, wat betekent dat op een zonnige dag een vijf keer grotere afstand kan worden bereikt.

De hoogfrequente signalen vereisen dat de zend- en ontvangantennes onder alle weersomstandigheden precies op elkaar zijn uitgelijnd. Maximidis:"Ons systeem stemt de signalen elektronisch af, zodat de antennes niet mechanisch hoeven te bewegen. Het lijkt wel magie!"

Live demonstratie

Het systeem is onlangs voor het eerst in de praktijk getest. Vanaf het dak van twee gebouwen op de TU Eindhoven campus is succesvol een verbinding tot stand gebracht met de antennes. "Door deze proef we hebben aangetoond dat ons langeafstandsconcept ook buiten het lab werkt. De volgende stap is om nu een prototype te bouwen. Ons doel is om de hele wereld te voorzien van 5G en 6G, zelfs op de meest afgelegen plaatsen, ' zegt Maximidis.