تکنولوژی آنتن فرمان زاویه پرتو
تکنولوژی آنتن فرمان پرتو برای افزایش آنتن ایستگاه با پایه ثابت در 5G (mmWave) و 6G توسعه یافته است و همچنین میتواند برای استفاده دستگاه به دستگاه، دستگاه به زیرساخت، رادار ماشینی و ارتباطات ماهواره ای به کار گرفته شود. اعتبار: dem10
دانشمندانی از دانشگاه بیرمنگهام انگلستان، یک آنتن فرمان پرتویی جدید که کارایی انتقال داده را افزایش داده، و فرکانس هایی را برای ارتباطات موبایلی که با تکنولوژی های مورد استفاده فعلی قابل دسترس نبودند را معرفی کردند.
در ارتباطات تلفنی، 5G پنجمین نسل تکنولوژی استاندارد برای شبکه های سلولی پهن باند است و از 4G موفق تر است. این تکنولوژی از سرعت دانلود بالاتری برخوردار است که تا حدود 10 گیگابایت در ثانیه میتواند باشد. این تکنولوژی همچنین پهانای باند بالاتری دارد که سبب می شود دستگاه های متفاوت بیشتری بتوانند به آن وصل شوند.
اکنون در پیشرفتی که نوید کارایی بی سابقه انتقال داده را برای برنامه‌های 5G mmWave میدهد، محققین تکنولوژی هدایت پرتو را برای آنتن های ایستگاه پایه ثابت مورد استفاده در شبکه های سلولی ارتقاء داده اند.
محققین بیرمنگهام یک آنتن هدایت پرتو جدید رونمایی کردند که کارایی انتقال داده را برای فراتر از 5G افزایش می دهد و یک گستره از فرکانس ها را برای ارتباطات موبایلی که با تکنولوژی های مورد استفاده فعلی قابل دسترسی نبودند را گشوده است.
نتایج تجربی که امروزه برای اولین بار در سومین نشست اتحادیه بین المللی علوم رادیویی اقیانوس اطلس/ آسیا و اقیانوسیه ارائه شدند، نشان می دهد که یک دستگاه میتواند زاویه باز پیوسته هدایت پرتویی را تهیه کند که به آن اجازه می دهد تا یک دستگاه تلفن همراه در حرکت را همانند یک ماهواره که برای یافتن هدف متحرک می چرخد، ردیابی کند اما این تکنولوژی دارای سرعت ارتقا یافته قابل توجهی نیز هست.
این تکنولوژی که توسط محققین دانشگاه بیرمنگهام طراحی شده است، پیشرفت های گستردهای در کارایی انتقال داده در فرکانسهای طیف موج میلی متری به ویژه آنهایی که برای 5G و 6G، جایی که در حال حاضر فقط با استفاده از راهکارهای آنتن چرخشی مکانیکی و ؤارام قابل دسترسی است، شناسایی شدند را نشان میدهد.
برای کاربردهای 5G mmWave نمونه های اولیه آنتن هدایت پرتو با فرکانس 26 گیگاهرتز کارایی بی‌سابقه ای در انتقال داده را نشان داده اند.
دستگاه کاملا با مشخصات 5G موجود که در حال حاضر در شبکه های ارتباطات موبایلی استفاده میشود، قابل مقایسه است. به علاوه، این فناوری جدید نیازی به شبکه های تغذیه ای پیچیده و ناکارآمد که برای سیستم های آنتن مستقر معمول لازم است، نیازی ندارد و به جای آن از یک سیستم ساده تر استفاده می کند که اجرا را بهتر کرده و برای ساختن، ساده است.
آنتن هدایت پرتویی که توسط دکتر جیمز چورم، دکتر محمد ربانی و پروفسور الکساندروس فرسیدیس رئیس آزمایشگاه مهندسی فرامواد، به عنوان یک راهکار برای آنتن ایستگاه پایه ثابت تهیه شد که فناوری فعلی کاهش راندمان را در فرکانس های بالاتر نشان می دهد و استفاده از این فرکانس ها را برای انتقالات با مسافت طولانی محدود می کند.
این فناوری از یک فرا ماده استفاده می کند که اندازه ای حدود یک آیفون دارد و از یک ورق فلزی با مجموعه ای از سوراخ های منظم با فاصله با ابعاد میکرومتری، ساخته شده است. یک محرک، ارتفاع یک حفره را در فراماده کنترل و تنظیم می کند، حرکات میکرومتر را تحویل می دهد و با توجه به موقعیت آن، آنتن، انحراف تیم موج رادیویی را تنظیم می کند و به طور موثر پرتو را در یک سیگنال بسیار هدایت کننده و مستقیم، متمرکز می کنند. سپس این انرژی را به سمت دلخواه هدایت می کنند در حالی که راندمان انتقال را افزایش میدهد.
در حال حاضر تیم در حال توسعه و آزمایش نمونه های اولیه در فرکانس های بالاتر و در کاربرد هایی است که با ارتباطات موبایلی فراتر از 5G احتیاج دارد.
دکتر چورم اضافه می کند: با اینکه ما این تکنولوژی را برای استفاده در 5G ارتقاء دادیم اما مدل های فعلی ما نشان می دهند که ممکن است فناوری هدایت پرتو در 300 گیگاهرتزی تا 94 درصد کارایی داشته باشد. این فناوری همچنین میتواند برای استفاده دستگاه به دستگاه، دستگاه به زیرساخت، رادار ماشینی و ارتباطات ماهواره ای به کار گرفته شود و برای استفاده در نسل بعدی اتومبیل، رادار، کاربردهای فضایی و نظامی، مفید باشد.
شرکت دانشگاه بیرمنگهام یک درخواست ثبت اختراع برای این فناوری آنتن فرمان پرتوی نسل بعدی، ثبت کرده است و به دنبال شرکای صنعتی برای همکاری، توسعه محصول یا صدور مجوز است.
کارایی و سایر ویژگی های این فناوری، زیربنای موضوع فرایند های مروری بسیاری بوده و در مجله های معتبری چاپ شده و در کنفرانس های دانشگاهی ارائه شده است.
دکتر چورم همچنین اضافه می کند: ما در حال ساختن بدنه کار برای چاپ و ارائه آن هستیم که سطحی از کارایی را نشان می دهد که تا امروز برای انتقالات امواج رادیویی در این فرکانس های چالشی، گزارش نشده است. سادگی طراحی و هزینه کم برای مواد به کار رفته، مزیت هایی برای به کارگیری زودهنگام در صنعت هستند و ساختار فضایی فشرده الکترونیکی آن، استقرار آن را در جاهایی که محدودیت فضا وجود دارد آسان میکند. ما مطمئن هستیم که آنتن هدایت پرتو برای طیف گسترده ای از کاربرد های 5G و 6G و همچنین ماهواره و اینترنت وسایل، خوب است.
*فرامواد اصطلاحی است که برای موادی استفاده میشود که به جهت داشتن ویژگیهای خاصی که در طبیعت تا به حال پیدا نشدند، مهندسی می شوند. این ویژگی ها شامل دستکاری امواج الکترومغناطیسی با مسدود کردن، جذب کردن، ارتقاء دادن و یا خم کردن امواج هستند.
جلسه: سومین نشست بینالمللی علوم رادیویی آتلانتیک/ جلسه علوم رادیویی حوزه آسیا و اقیانوسیه