Elaborazione di segnali elettromagnetici mediante metasuperfici

La crescita esponenziale del traffico dati e le future applicazioni che dovranno essere supportate imporranno requisiti di bit-rate e latenza che non potranno essere soddisfatte dall'odierno standard di quinta generazione, ma richiederanno una larga banda, presumibilmente individuabile nella banda dei TeraHertz. Si prospetta che nel prossimo futuro, con l'avvento dello standard di sesta generazione (6G), le tecniche di Digital Signal Processing (DSP) correntemente utilizzate possano non essere sufficienti a soddisfare i requisiti richiesti. Le cause delle limitazioni del DSP sono da ricercare nelle elevate frequenze dei segnali, i quali, per il teorema di Shannon, richiedono convertitori analogico-digitali (ADC) e convertitori digitali-analogico (DAC) operanti a frequenze molto alte. Inoltre, l'elevata quantità di dati binari prodotta dagli ADC, non potrebbe essere processata dagli odierni circuiti digitali garantendo piccole latenze e bassi consumi. Alla luce di ciò, a livello accademico si stanno investigando metodi alternativi per eseguire il Signal Processing direttamente sull'onda elettromagnetica veicolo dell'informazione, allo scopo di semplificare l'elaborazione eseguita in digitale, con vantaggi in termini di piccole latenze, bassi consumi e modesti ingombri. In tal senso la tecnologia delle metasuperfici, dispositivi in grado di interagire con le onde elettromagnetiche effettuando funzioni non presenti o difficili da ottenere in natura, potrebbe rivestire un importante ruolo. Nel presente elaborato vengono illustrate le metasuperfici sviluppate negli ultimi anni, analizzandone le caratteristiche e le peculiarità elettromagnetiche al fine di ricavare un modello ingresso-uscita della funzione implementata. Successivamente, sfruttando alcune delle metasuperfici proposte, viene presentata una possibile applicazione delle stesse per la modulazione e demodulazione a livello elettromagnetico di segnali chirp, che rappresentano uno dei candidati per i sistemi 6G.