Skip to main content

Software driven Smart Antenna powered by RF MEMS Technology

Article Category

Article available in the folowing languages:

Urządzenia radiowe MEMS wkraczają do komunikacji bezprzewodowej 5G

Obietnica sieci 5G związana z dostarczaniem wszechobecnej łączności mobilnej budzi również obawy związane ze zwiększonym zużyciem energii. Firma Sofant Technologies rozwija inteligentną technologię anten, która poprawi siłę sygnału, zużyje mniej energii i wydłuży żywotność baterii urządzeń mobilnych.

Gospodarka cyfrowa

Era sieci 5G zbliża się wielkimi krokami, a następna generacja mobilnej łączności internetowej będzie korzystać z pasma fal milimetrowych. Wykorzystanie wysokich częstotliwości w paśmie milimetrowym znacznie zwiększy przepustowość danych mobilnych w zastosowaniach bliskiego zasięgu, jednak kluczowe znaczenie ma w tym wypadku także zmniejszenie zużycia energii przez urządzenia mobilne. Aby było możliwe pomyślne wprowadzenie urządzeń mobilnych obsługujących pasmo fal milimetrowych, konieczne jest radykalne udoskonalenie technologii anten oraz zmniejszenie zużycia energii. Finansowanie przez Unię Europejską projektu SWARM umożliwiło szkockiemu przedsiębiorstwu Sofant opracowanie zminiaturyzowanej, sterowalnej technologii anten, która pozwoli na zwiększenie osiągów urządzeń mobilnych, infrastruktury 5G i naziemnych terminali komunikacji satelitarnej. Podstawowe technologie składające się na tę małą antenę to moduł mikroelektromechaniczny (MEMS) zaprojektowany dla wysokich częstotliwości radiowych (RF) oraz inteligentne oprogramowanie stworzone przez firmę Sofant. Jest to pierwszy test technologii RF MEMS na szeroką skalę w komunikacji bezprzewodowej, wykorzystanej w systemach anten kształtujących wiązkę, w tym smartfonach 5G, infrastrukturze mobilnej i innych zastosowaniach związanych z komunikacją satelitarną. „Jesteśmy pionierami innowacyjnego podejścia, które umożliwi naszym klientom zaobserwowanie dziesięciokrotnej poprawy osiągów ich systemów radiowych i oraz obniżenia zużycia energii o 70 procent”, zauważa dyrektor generalny firmy Sofant, David Wither. Prostsze konstrukcje anten RF obniżają zużycie energii Przemienniki fazowe RF są najważniejszymi komponentami w systemach anten wysokiej częstotliwości. Są one wykorzystywane do kierowania sygnału radiowego lub „wiązki” z układu antenowego poprzez regulację fazy sygnału wejściowego do każdego elementu antenowego. Urządzenie RF MEMS firmy Sofant wykorzystuje do tego celu kondensator zmienny. Zmiana pojemności powoduje zmianę fazy sygnału radiowego i kieruje wiązkę w pożądanym kierunku. „Sterowane anteny wiązkowe mogą odbierać najsilniejszy sygnał dostępny w danym momencie. Nie tylko rozszerzają one zasięg sygnału radiowego, ale także zmniejszają pobór mocy”, wyjaśnia Wither. Infrastruktura mobilna może również wykorzystywać rozwiązania RF MEMS do kształtowania wiązki anteny – elementy w matrycy antenowej są przesunięte fazowo, aby sterować wąską wiązką w celu uzyskania maksymalnych osiągów. Biorąc pod uwagę fakt, że rozwiązania MEMS firmy Sofant to moduły o niskich stratach, charakteryzujące się stratami wtrąceniowymi mniejszymi o 6 dB niż w rozwiązaniach konwencjonalnych, nie ma potrzeby integrowania wzmacniacza mocy przy każdym elemencie anteny. „Podejście firmy Sofant pozwala nam na współdzielenie jednego wzmacniacza przez kilka elementów anteny, co nie tylko pozwala na zredukowanie rozmiaru matrycy antenowej i złożoności konstrukcji RF, ale na oszczędność ogromnej ilości energii”, dodaje Wither. „Ponadto nasza technologia RF MEMS umożliwia znaczną redukcję ilości ciepła generowanego przez elektronikę w antenie. To bezpośrednio odnosi się do głównych problemów związanych z migracją systemów komunikacji bezprzewodowej na wyższe częstotliwości”. Zastosowanie opracowanego przez Sofant przemiennika fazowego RF MEMS o niskich stratach nie ogranicza się tylko do wież sieci komórkowej 5G i urządzeń przenośnych. Może być stosowany także w naziemnych terminalach, które komunikują się z systemami satelitarnymi, które mogą być oddalone o od 1 000 do 35 000 km. Dofinansowanie z UE wspomaga ambitne start-upy Testowanie innowacyjnych technologii na dużą skalę jest często kosztowne i trudne dla przedsiębiorstw rozpoczynających działalność. Dzięki projektowi SWARM firma Sofant znalazła odpowiednich partnerów, dzięki którym udało jej się dokonać przełomu w zakresie gotowości technologicznej swojego produktu. „Fundusze europejskie mogą w znacznym stopniu pomóc nowo powstającym przedsiębiorstwom technologicznym na wczesnym etapie realizacji innowacyjnych projektów wysokiego ryzyka, stanowiąc uzupełnienie dla firm z kapitałem w zakresie przedsięwzięć. Jeśli finansowanie z Unii Europejskiej zostanie mądrze wykorzystane, innowacyjne pomysły dotyczące produktów będą mogły śmiało konkurować na globalnym rynku i dotrzymywać kroku konkurencji na rynku europejskim”, podsumowuje Wither.

Słowa kluczowe

SWARM, antena, Sofant, RF MEMS, 5G, łączność bezprzewodowa, matryca antenowa, infrastruktura mobilna, fala milimetrowa

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania