የአንቴና ኢንዱስትሪ አዝማሚያዎች፡ ሦስቱ ዋና ተግዳሮቶች እና ፈጠራዎች 5G/IoT መንዳት

በገመድ አልባ ግንኙነት በፍጥነት በማደግ ላይ ባለው የመሬት ገጽታ ላይ አንቴና ቀላል የብረት መቆጣጠሪያ አይደለም. በማገናኘት ሚሊሜትር-ሞገድ (ሚሜ ዌቭ)  ባንድ፣ የMasive MIMO  ቴክኖሎጂ በ 5G እና በቢሊዮኖች የሚቆጠሩ የነገሮች ኢንተርኔት (አይኦቲ) መሳሪያዎችን  አንቴናው በአንጻራዊነት ገለልተኛ ከሆነው ተገብሮ አካል ወደ ከፍተኛ የተቀናጀ ስማርት ንዑስ ስርዓት  በአጠቃላይ የሬዲዮ ፍሪኩንሲ የፊት-መጨረሻ (RFFE)  አርክቴክቸር ተሻሽሏል።

የአሁኑ አንቴና ዲዛይን ሦስት ዋና ዋና ፈተናዎች ያጋጥሙታል፡ እጅግ በጣም አነስተኛ በሆኑ ተርሚናሎች ውስጥ የባለብዙ ባንድ ሽፋንን ማሳካት; በከፍተኛ ድግግሞሽ ላይ ከፍተኛ ኪሳራዎችን መቀነስ; እና በሶፍትዌር የተገለጸ ተለዋዋጭ ጨረር ቁጥጥርን ማንቃት። ይህ መጣጥፍ እንደ የእርስዎ ኢንዱስትሪ መመሪያ ሆኖ ያገለግላል፣ የባለሙያ አንቴና መሐንዲስ እነዚህን ተግዳሮቶች በጥልቀት የሚተነትንበት እና ኢንዱስትሪው በሚረብሹ ፈጠራዎች እንዴት ምላሽ እየሰጠ እንደሆነ ያሳያል።

ፈተና አንድ፡ ከንዑስ-6GHz ወደ mmWave ያለው ዝላይ እና የMasive MIMO የውህደት ችግር

የድግግሞሽ ጭማሪው ለ 5G እጅግ በጣም ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘትን ለመከታተል የማይቀር ምርጫ ነው፣ ነገር ግን በአንቴና ዲዛይን ላይ ከፍተኛ አካላዊ ገደቦችን ያስተዋውቃል።

በመንገድ መጥፋት እና በEIRP ማካካሻ መካከል ያለው ግጭት አካላዊ ጠርሙዝ፡ ድግግሞሹ ከንዑስ-6GHz ወደ 28 GHz ወይም 39 ጊኸ ሲጨምር የፍሪ-ቦታ መጥፋት  በአራት እጥፍ ይጨምራል። መሐንዲሶች የ Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) በከፍተኛ ሁኔታ በመጨመር ይህንን የሲግናል ቅነሳ ማካካስ አለባቸው።

አንቴና ፈጠራ፡ ግዙፍ MIMO እና Beamforming፡ የመንገዱን ኪሳራ ለማሸነፍ ይህ ብቸኛው ውጤታማ ዘዴ ነው።

• Massive MIMO የጨረሰውን ኃይል ወደ ጠባብ ዋና ሎብ ለማሰባሰብ በመቶዎች የሚቆጠሩ የአንቴና ኤለመንቶችን ይጠቀማል፣ በዚህም ከፍተኛ የድርድር ትርፍ ያስገኛል።

• የኢንዱስትሪ አዝማሚያ፡ ይህ በቀጥታ የActive Antenna Unit (AAU) በሰፊው ተቀባይነት እንዲያገኝ አድርጓል፣ ይህም የኃይል ማጉያ (PA)፣ Transceiver (TRX) እና የአንቴናውን ኤለመንቶችን በጠበቀ መልኩ ያዋህዳል። ይህ በባህላዊ መጋቢዎች የሚስተዋለውን የስርጭት ብክነት ያስወግዳል እና የስርዓቱን ከፍተኛ አጠቃላይ የጨረር ሃይል (TRP) ውጤት ያረጋግጣል።

H3፡ 1.2. አንቴና ኤለመንት ማጣመር እና የሙቀት መበታተን በከፍተኛ ድግግሞሽ

• የጋራ መጋጠሚያ፡ በMasive MIMO ድርድሮች፣ በአንቴና ክፍሎች መካከል ያለው ክፍተት ሲቀንስ፣ የጋራ መጋጠሚያዎች እየጠነከረ ይሄዳል። ይህ የድርድር ጨረራ ቅልጥፍናን እና የጨረር አፈፃፀምን በእጅጉ ያዋርዳል። እንደ መገንጠያ ኔትወርኮች ወይም ኤሌክትሮማግኔቲክ ባንድ ጋፕ (ኢቢጂ) አወቃቀሮችን የመሳሰሉ የማግለል መፍትሄዎች ያስፈልጋሉ።

• የሙቀት ማባከን ፈተና፡ በ AAU ውስጥ ያሉት ብዛት ያላቸው የ RF ቺፖች እና ፒኤዎች በከፍተኛ ኃይል በሚሠራበት ወቅት ከፍተኛ ሙቀት ያመነጫሉ። ከፍተኛ የሙቀት መጠን የአንቴናውን ቁሶች ዳይኤሌክትሪክ ቋሚነት እንዲንሳፈፍ ያደርገዋል፣ ይህም ወደ ድምፅ ድግግሞሽ መጥፋት እና የአፈፃፀም ውድቀት ያስከትላል። ትክክለኛ የሙቀት-ኤሌክትሪክ ጋራ ማስመሰል ግዴታ ነው.

ፈተና ሁለት፡ በተርሚናል አነስተኛነት እና ባለብዙ ባንድ ከፍተኛ ብቃት ሽፋን መካከል ያለው የንግድ ልውውጥ

እንደ ስማርትፎኖች እና ስማርት ሰዓቶች በቦታ በተገደቡ ተርሚናሎች ውስጥ አንቴናዎች ከደርዘን በላይ ባንዶችን (4ጂ/5ጂ/ዋይ-ፋይ/ጂፒኤስ) በትንሽ መጠን ለመደገፍ ይጠበቅባቸዋል፣ ይህም ክላሲክ መጠነ-ቅልጥፍና-ባንድዊድዝ  ትራይሌማ ይፈጥራል።

የውጤታማነት መስዋዕትነት፡ በጥቃቅን አንቴናዎች ውስጥ ያለ የተፈጥሮ ኪሳራ

አነስተኛ የማሳያ ቴክኒኮች ፡ የአንቴናውን መጠን ወደ  ለማሳነስ λ /10 ወይም ከዚያ በታች  ፣ መሐንዲሶች ብዙ ጊዜ እንደ ኢንዳክቲቭ ጭነት  ወይም መዋቅራዊ መታጠፍ ያሉ ቴክኒኮችን ይጠቀማሉ።.

አካላዊ ገደብ:  መሰረት በቹ ገደብ , ለትንንሽ አንቴናዎች የመተላለፊያ ይዘት እና ውጤታማነት ከፍተኛ የንድፈ ሃሳብ አለ. ሬዞናንስን ለመጠበቅ አነስተኛ አንቴናዎች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ ጥራት ያለው ምክንያት አላቸው ፣ ይህም ወደ ጠባብ የመተላለፊያ ይዘት  እና ጉልህ የሆነ የኦሚክ ኪሳራ ያስከትላል ። በዚህ ምክንያት የጨረር ውጤታማነት ብዙውን ጊዜ ከ 50% በታች ይወርዳል።.

አንቴና ፈጠራ፡ አብዮት በመዋቅር፣ በቁሳቁስ እና በማኑፋክቸሪንግ

ይህንን ችግር ለመቅረፍ ኢንዱስትሪው በቁሳቁስ እና በማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች ላይ ያተኩራል፡-

ከፍተኛ ኤሌክትሪክ ኮንስታንት ሴራሚክስ  ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ። ፡ በጂፒኤስ/አይኦቲ  ሞጁሎች ተቀባይነት ያለው ቅልጥፍናን በመጠበቅ ከፍተኛ εᵣ በመጠቀም መጠንን ውጤታማ በሆነ መንገድ ይቀንሳሉ.

የኤልዲኤስ/ኤፍፒሲ ሂደቶች  ፡ ሌዘር ቀጥታ መዋቅር (ኤልዲኤስ)  እና ተጣጣፊ የህትመት ሰርክ (ኤፍፒሲ) አንቴናዎች የአንቴናውን ንድፍ በመሳሪያው ውስጥ ካሉት ውስብስብ  ጋር እንዲዘረጋ ያስችላሉ ያልሆኑ ፕላኔቶች  ፣ ይህም ለብዙ ባንድ አብሮ መኖር የዳርቻ ቦታ አጠቃቀምን ከፍ ያደርገዋል።

አንቴና መቃኛ ሞጁሎች (መቃኛ)  ፡ እነዚህ ሞጁሎች ተለዋዋጭ capacitors/ኢንደክተሮችን ይጠቀማሉ። ይህ የድግግሞሽ ለውጦች ወይም በእጅ የሚያዙ የተጠቃሚ ውጤቶች ቢኖሩም  በተለያዩ የፍሪኩዌንሲ ባንዶች ላይ የአንቴናውን የኢምፔዳንስ ማዛመጃ እና የኤሌክትሪክ ርዝመት በተለዋዋጭ ለማስተካከል በፕሮግራም ሊሠሩ የሚችሉ ያረጋግጣል ። VSWR  በጥሩ ክልል ውስጥ እንደሚቆይ (ለምሳሌ፣ VSWR <2:1)

· 

ፈተና ሶስት፡ ከፓሲቭ ሃርድዌር ወደ ፕሮግራማዊ ስማርት ሲስተም የተደረገ ሽግግር

የወደፊቱ የመገናኛ አካባቢ ተለዋዋጭ እና ውስብስብ ነው. አንቴናው ከስታቲስቲክ ሃርድዌር ወደ ሶፍትዌር-የተለየ አካል በእውነተኛ ጊዜ ማስተዋል እና መላመድ ይችላል።

የሚረብሽ ፈጠራ፡ አንቴና በጥቅል (AiP) እና RFFE ውህደት

AiP ፍቺ  ፡ አንቴና በጥቅል (AiP)  ቴክኖሎጂ የአንቴናውን ኤለመንቶችን፣ RFFE ቺፖችን (PA፣ LNA፣ TRX) እና የቤዝባንድ ክፍሎችን በአንድ ጥቅል ወይም ሞጁል ውስጥ ያዋህዳል። ይህ በቺፑ እና በጥቅል ማሸጊያው መካከል ያለውን ከፍተኛ-ድግግሞሽ የማስተላለፊያ መስመሮችን ሙሉ በሙሉ ያስወግዳል፣ የግንኙነት መጥፋትን ይቀንሳል.

የመቀያየር አዝማሚያ  ፡ AiP በአንቴና መሐንዲሶች፣ በቺፕ ዲዛይነሮች እና በማሸጊያ መሐንዲሶች መካከል ጥልቅ ትብብርን ያንቀሳቅሳል፣ ይህም የመጨረሻው ግብ AoC (Antenna on Chip)ን የማሳካት ሲሆን አንቴናው በቀጥታ በሲሊኮን ላይ የተረጋገጠ ነው።

6ጂ ቁልፍ አንቃ፡ እንደገና ሊዋቀሩ የሚችሉ ኢንተለጀንት ላዩን (RIS) / ስማርት አንጸባራቂ ወለል (IRS)

መርህ  ፡ ኢንተለጀንት አንጸባራቂ ወለል (IRS/RIS)  ከ6G አፕሊኬሽኖች ውስጥ አንዱ ነው። RIS መጠነ ሰፊ Metasurface ድርድር ይጠቀማል።  የእያንዳንዱ ንጥረ ነገር ደረጃ ነጸብራቅ በሶፍትዌር ፕሮግራሚንግ የሚቆጣጠርበት ይህ የድባብ አንጸባራቂዎችን (እንደ ግድግዳ እና መስታወት ያሉ) ወደ መቆጣጠሪያ 'የሲግናል መስተዋቶች' ይለውጣል።

እሴት  ፡ RIS የ mmWave ምልክቶችን መዘጋትን ውጤታማ በሆነ መንገድ  በማሸነፍ ኃይልን በቀጥታ ለመሸፈን አስቸጋሪ ወደሆኑ አካባቢዎች ይመራል። ይህ የኔትወርክ ኢነርጂ ቅልጥፍናን እና ሽፋንን በከፍተኛ ሁኔታ ያሳድጋል፣ ይህም ፕሮግራም ሊደረግ የሚችል ገመድ አልባ አካባቢን ያስችላል.

መደምደሚያ እና የኢንዱስትሪ እይታ

በ5G/IoT ዘመን የተከሰቱት ሦስቱ አንኳር ተግዳሮቶች- የከፍተኛ ድግግሞሽ ውህደት፣ እጅግ አነስተኛነት እና ተለዋዋጭ ቁጥጥር -ኢንዱስትሪው ወደ ኢንተለጀንስ፣ ውህደት እና በሶፍትዌር የተገለጹ ችሎታዎች የሚደረገውን ሽግግር እያፋጠነው ነው።

የአንቴና መሐንዲስ ሚና ከተለምዷዊ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ፈቺ  ወደ ኢንተርዲሲፕሊናል ሲስተም ኢንተግሬተር እየተሸጋገረ ነው ። የወደፊት ስኬት እንደ ላይ ይመሰረታል ። AiP  እና RIS ያሉ የላቁ ቴክኖሎጂዎችን በመቆጣጠር እና በሙቀት አስተዳደር፣ በቁሳቁስ ሳይንስ እና በ AI የታገዘ ዲዛይን ላይ አጠቃላይ ችሎታዎችን በመያዝ