علامة فارقة في بناء مجموعة متكاملة مصغرة من أجهزة الاستقبال والإرسال تشمل جميع مكونات الاتصال في موجة بعرض ملليمتر
لقد حقق العلماء في شركة IBM علامة فارقة في بناء مجموعة متكاملة مصغرة من أجهزة الاستقبال والإرسال التي تتضمن جميع مكونات الاتصالات الموجية بعرض ملليمتر، والمطلوبة لحركة البيانات السريعة وتطبيقات التصوير الراداري عالي الدقة. تتعامل الدائرة المتكاملة التي تقدمها IBM مع الاختناقات النموذجية لاتصالات البيانات، وتسمح بتصغير نظام التصوير الراداري إلى أبعاد الكمبيوتر المحمول النموذجي.
يعد دمج قدرات العمل المتقدمة في الترددات الراديوية محركًا مركزيًا لنمو قدرات الأجهزة المحمولة وتطور التطبيقات التي تعمل عليها. يتيح عرض النطاق الترددي الذي يبلغ ملليمترًا واحدًا دعم الاتصال اللاسلكي بمعدلات جيجابت في الثانية، ويوسع بشكل كبير إمكانيات العمل في بيئة متنقلة، وإنشاء البنية التحتية للاتصالات الخلوية في خلايا الاتصال الصغيرة، ونشر شبكات اتصال محسنة في مراكز معالجة البيانات.
إن نطاق تردد الدوائر المتكاملة الجديدة مناسب لتطبيقات الرادار والتصوير الراداري عالي الدقة، وذلك بفضل الطول الموجي القصير، والتحلل المنخفض نسبيًا في ظل الظروف الجوية العادية، والقدرة على اختراق أكوام الركام والحطام. تتيح تقنية IBM الجديدة إمكانية تصغير أنظمة الرادار، ومنح الطيارين أداة جديدة قادرة على اختراق شاشة الضباب والغبار وغيرها من العوائق التي تتداخل مع الرؤية.
يقدم جهاز الإرسال والاستقبال الجديد الذي تم بناؤه في شركة IBM أعلى مستوى من تكامل المكونات الذي تم تحقيقه حتى الآن في الحلول المعتمدة على السيليكون لتطبيقات التردد المليمتري. ويعتبر تقديمه خطوة أساسية على طريق بناء الأنظمة المستقبلية التي ستوفر نطاقًا متوسط المدى مرنًا وحجمًا صغيرًا وسعرًا منخفضًا.
يعمل جهاز الإرسال والاستقبال الجديد في نطاق التردد 90-94 جيجا هرتز، ويتم تنفيذه كوحدة تجمع بين أربع دوائر و64 هوائيًا مزدوج الاستقطاب. إن تعبئة هذه الحزم جنبًا إلى جنب على لوحة دائرة مطبوعة واحدة يسمح ببناء مجموعة من المكونات مع الحفاظ على مسافة ثابتة بين مكونات الهوائي. ولدت القدرة على إنشاء الشعاع الراداري بفضل مئات الوحدات الهوائية، التي تتيح لتطبيقات الاتصال والتصوير باستخدام الرادار تغطية نطاق يقدر بالكيلومترات.
تشتمل كل وحدة من وحدات الدائرة الأربع على 32 مكونًا لجهاز الاستقبال و16 مكونًا للإرسال تنتج خرجًا مزدوجًا - لدعم 16 هوائيًا. ويدعم النظام أوضاعًا متعددة للنشاط، بما في ذلك الاستقبال المتزامن للاستقطاب الأفقي أو الرأسي. تعتمد عملية الإنتاج على تكنولوجيا السيليكون والجرمانيوم المتقدمة من IBM لبناء أشباه الموصلات، والتي تسمح للدائرة بتضمين ودمج تركيب التردد وتحويل التردد، بالإضافة إلى التحكم الرقمي.
يتم ضغط الحل المتكامل بالكامل، بما في ذلك الهوائيات والهيكل ووحدات الاستقبال والإرسال، إلى أبعاد أصغر من أبعاد عملة الشيكل الواحدة.
لقد بدأ مشغلو شبكات الاتصالات المتنقلة بالفعل في محاولة تخفيف أحمال الشبكة باستخدام الاتصالات في نطاق تردد E-Band، الذي تخصصه لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لتطبيقات الاتصالات من نقطة إلى نقطة. يتيح نطاق التردد 71-76 جيجا هرتز، و81-86 جيجا هرتز، و92-95 جيجا هرتز نقل البيانات لاسلكيًا بمعدلات سريعة للغاية. إن الاضمحلال الجوي للإشارات الراديوية في نطاقات التردد هذه منخفض نسبيًا، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لمهام الاتصالات طويلة المدى.
تتطلب حلول النطاق الإلكتروني التي كانت متاحة حتى الآن عددًا كبيرًا من الرقائق والهوائيات المضبوطة ميكانيكيًا. تتيح مجموعة شرائح IBM الجديدة إمكانية التحكم في شعاع الإرسال باستخدام الإلكترونيات فقط، وتوفر عرض نطاق ترددي يدعم الاتصال بمعدل جيجابت في الثانية، لمسافات تصل إلى كيلومترات.
تعمل الموجات المليمترية في نطاق الطيف الكهرومغناطيسي بين 30-300 جيجاهيرتز، أي عشرة أضعاف إلى مائة ضعف الترددات المستخدمة حاليًا للاتصالات الخلوية وتطبيقات Wi-Fi. الترددات 90-94 مناسبة بشكل خاص للتصوير الراداري على المدى القصير أو الطويل وبدقة عالية. الاضطرابات الجوية والحطام الناجم عن الانهيارات الجليدية وغيرها من العوائق تجعل الطيارين يحاولون رؤية الصورة غير الواضحة. يوفر دعم الاستقطاب للهوائيين، مع تكبير الجهاز بأكمله إلى الحد الأدنى، ميزة إضافية في التنقل عبر الضباب أو العواصف الممطرة.
وكشفت شركة IBM عن النظام الجديد في مؤتمر IEEE للدوائر المتكاملة في عالم الراديو الذي عقد هذا الأسبوع في سياتل.
