يعمل الباحثون في المعهد الهندي للعلوم (IISc) على تصميم هوائيات يمكنها تمكين تقنية 6G ، والتي تعد مفيدة في تحقيق اتصالات V2X (مركبة لكل شيء). في دراسة حديثة ، أظهر الفريق بقيادة ديبديب ساركار ، الأستاذ المساعد في قسم هندسة الاتصالات الكهربائية ، كيف يمكن تقليل التداخل الذاتي في هوائيات الاتصال ثنائية الاتجاه ، وبالتالي يمكن أن تكون حركة الإشارات عبر شبكة الاتصالات أسرع وأكثر كفاءة في عرض النطاق الترددي.
وقال IISc ومقره بنغالورو في بيان يوم الجمعة “مثل هذه الهوائيات ثنائية الاتجاه مفيدة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب ترحيلًا فوريًا تقريبًا للأوامر ، مثل السيارات بدون سائق”.
تتكون الهوائيات ثنائية الاتجاه من جهاز إرسال وجهاز استقبال لإرسال واستقبال إشارات الراديو.
أجهزة الإرسال والاستقبال الراديوية التقليدية هي نصف مزدوج ، مما يعني أنها إما تستخدم إشارات ترددات مختلفة للإرسال والاستقبال أو أن هناك فاصل زمني بين الإشارة المرسلة والإشارة المستقبلة.
هناك حاجة إلى هذا التأخير الزمني لضمان عدم وجود تداخل – يجب ألا تتقاطع الإشارات التي تسير ذهابًا وإيابًا مع بعضها البعض ، على غرار شخصين يتحدثان مع بعضهما البعض في نفس الوقت ، دون التوقف للاستماع إلى الآخر. لكن هذا يضر أيضًا بكفاءة وسرعة نقل الإشارة.
من أجل نقل البيانات بشكل أسرع وأكثر كفاءة ، يلزم وجود أنظمة ثنائية الاتجاه ، حيث يمكن لكل من المرسل والمستقبل تشغيل إشارات من نفس التردد في وقت واحد. بالنسبة لمثل هذه الأنظمة ، يعد القضاء على التدخل الذاتي أمرًا أساسيًا. وقال البيان إن هذا ما عمل عليه ساركار وزميله ما بعد الدكتوراه في IoE-IISc ، جوجيش شاندرا داش ، خلال السنوات القليلة الماضية.
يقول ساركار: “الهدف العام من البحث هو أننا نريد إزالة الإشارة القادمة كتدخل ذاتي”.
هناك طريقتان لإلغاء التدخل الذاتي – سلبية ونشطة. يتم الإلغاء السلبي بدون أي أداة إضافية ، بمجرد تصميم الدائرة بطريقة معينة (على سبيل المثال ، زيادة المسافة بين الهوائيين).
يعتمد الإلغاء النشط على مكونات إضافية مثل وحدات معالجة الإشارة لإلغاء التداخل الذاتي. لكن المكونات اللازمة لهذه الخطوات يمكن أن تجعل الهوائي ضخمًا ومكلفًا. ما هو مطلوب ، بدلاً من ذلك ، هو هوائي مدمج وفعال من حيث التكلفة يمكن دمجه بسهولة في بقية الدوائر لأي جهاز.
الهوائي الذي طوره Sarkar and Dash ، بحكم تصميمه ، يعتمد على التداخل السلبي ، مما يسمح له بالعمل كنظام مزدوج الاتجاه. يتكون من منفذين ، يمكن أن يعمل أي منهما كمرسل أو جهاز استقبال. يتم عزل المنفذين عن بعضهما البعض بواسطة أدوات كهرومغناطيسية تسمى vias المعدنية. الفتحات المعدنية عبارة عن ثقوب محفورة في السطح المعدني للهوائي والتي تعطل المجال الكهربائي. وبهذه الطريقة ، تمكن الفريق من إلغاء معظم التداخل بشكل سلبي ، إلى جانب تحقيق تصميم مدمج وفعال من حيث التكلفة.
يقول داش: “إننا نتخلص من جميع الأساليب التقليدية لإلغاء التدخل الذاتي ، ونقوم بدمج هيكل بسيط للغاية يمكن تثبيته في السيارة”.
في المستقبل القريب ، يخطط الفريق لتحسين أجهزتهم بحيث يمكنها إزالة التداخل السلبي بالكامل وتقليل الحجم الكلي للهوائي. وأضاف البيان أنه بعد ذلك ، يمكن تثبيته بسهولة على سيارة حيث يمكنه نقل واستقبال البيانات بسرعات عالية جدًا ، مما يجعل التشغيل بدون سائق بالإضافة إلى اتصال الهاتف المحمول 6G أقرب إلى الواقع.
