تطور من 5G إلى 6G Antenna Systems

ويُتوقع أن تؤدي القفزة من 5G إلى 6G إلى أكثر من خطوة جيلية في مجال التكنولوجيا اللاسلكية. ويُتوقع أن تقدم 6G معدلات بيانات ذروة تصل إلى 1 Tbps، ودرجة الارتحال دون الثانية، ودعم الربط الهائل عبر البيئات الحضرية الكثيفة، والتحول الصناعي، وتطبيقات الاستشعار المتقدمة.() وفي قلب هذه القدرات يكمن نظام صفائف الأنتينابيب، بينما يعمل 5G MMMMeteramz عادة في إطارات

سائقو الابتكارات الرئيسية

وتقود عدة قوى التطور السريع لتصميم صفائف الهوائيات بالنسبة لـ 6 ج. أولا، يتطلب الطلب على 100 من مستعملي Gbps كفاءة طيفية شديدة، لا يمكن تحقيقها إلا من خلال التضليل الموجي العالي، والتكييف، ثانيا، إن انتشار الأجهزة المترابطة في المدن الذكية، والنظم المستقلة، والتوائم الرقمية يتطلب حلولا قابلة للتكرار يمكن أن تعالج كثافة استخدام الأشعة فوق البنفسجية.

تركيبات الأنتينا آري المحطمة لـ 6 جي

وقد أصبحت الصفوف المتدرجة التقليدية للمخططات، رغم فعاليتها في ترددات أقل، أكثر صعوبة في تحقيقها في فرق تيرارتز بسبب التسامح في النسيج، وتعقيد شبكة التغذية، والتركيز الحراري، واستجابة لذلك، بدأ ظهور عدة هياكل مبتكرة كواجهة لنظم متعددة الأطراف متعددة الأطراف واسعة النطاق.

Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)

ويمكن أن تؤدي " واجهات الذكاء " ، المعروفة أيضاً باسم " الأسطح " ، إلى صفائف سلبية أو شبه سلبية من العناصر الفرعية " التي يمكن أن تتحكم بصورة فعالة في المرحلة، والكمية، وتضخيم موجات الكهرومغناطيسية " ، وخلافاً لنظم التبديل التقليدية، لا تتطلب " نسبة التلقيح السطحي " أو البرمجة الأساسية " ، بدلاً من ذلك.

الهياكل الهجينة لرسم الخرائط

وبالإضافة إلى ذلك، فإن التضليل الرقمي الكامل، حيث يرتبط كل عنصر من عناصر الترددات المتوسطة بسلسلة نموذجية خاصة به، ويوفر هذا النظام أفضل مرونة وأدائه، ولكنه يصبح مكثفاً للطاقة ومكلفة مع ارتفاع عدد العناصر التي تستخدمها الشبكة إلى 000 100.

Ultra-Dense Array Configurations

وتُعدّ صفائف التكتل الحراري، التي تُحدّد العناصر المتسارعة في ترتيب الاندماج (PMO) 10 أو أقل، سمة مميزة من 6G Massive MIMO في إطار مجموعة تيرارتز، وتُحدّد في 300 غيغاهيرتز مجموعة من المواد الكيميائية، وتُحدّد هذه المبيدات من السائلة الحرارية، وتُحدّد كثافة التراكم الحرارية الشديدة من السعة إلى 000 10 عنصر.

التصوير الشفروي والتناغم

وفيما عدا الجيولوجيا التقليدية، فإن صفائف الهوائيات المطابقة والمتقطعة تكتسب مساراً من أجل 6 جيات تتطلب تغطية أو إدماجاً من 360 درجة في أسطح غير زراعية مثل أجسام المركبات، أو مواصففات البناء، أو صمامات القاذورات غير المصفوفة، وتستبعد الصفائف البترولية التي توزع على نطاق واسع، مما يتيح توجيهاً ثابتاً في جميع الزواياوات.

التأشيرات المسبقة وتجهيز الإشارات

ويجب أن تعمل الخوارزميات المتحركة لـ 6G على نطاق الترددات في تيراهارتز مع الحفاظ على درجة منخفضة من الرضا والقدرة على التكيف مع القنوات السريعة التغير، والنُهج التقليدية القائمة على الكتب الرمزية والقائمة على إدارة الدعم الميداني غير كافية لبيئات عالية الدينامية والخسائر ذات السمات العالية للنشر في الجزء الفرعي، وتؤثر التقنيات الناشئة على التعلم الآلات، والاستشعار المكثف، وتوجيهها نحو تحقيق أداء قوي.

AI-Driven Adaptive Beamforming

ويُطبق التعليم العميق، ولا سيما شبكات التعاضد والتجمعات العصبية، على التلاعب في ثلاثة مجالات رئيسية: اختيار الشعاع، وتتبع الأشعة، وإدارة التدخل في التداخل، وتتعلم خوارزميات اختيار البيوم التنبؤ بنموذج الشعاع الأمثل بين محطة الأساس والمستعملين استنادا إلى قياسات السياق والقنوات التاريخية، وتخفض من مستوى التركيز الكلي على البحث، وتستخدم نماذج التتبع في تركيبات ذات الترددات العالية مقارنة بتنقلات

Terahertz Beam Management

وفي ترددات تيراهارتز، يمكن أن تكون الشعاعات ضيقة إلى درجة تتراوح بين 0.5 و1، مما يجعل إدارة الأشعة شديدة الحساسية لحركة المستخدمين، ولفتات اليد، وحتى التنفس، كما أن الوقت المتاح لاستقبال القنوات في 100 غيغاهيرتز وما فوقها يمكن أن يكون على ترتيب ثانيات قياسية بسبب تأثيرات الدوبلر، ومعنى أن تتبع الشعاع يجب أن يستكمل بمعدلات الارتفاع في كمبيوتادا.

المواد العلمية والبرامج

ويحد أداء صفائف الهوائيات الست من حيث الجوهر من المواد المتاحة، وتعاني الإشارات الفرعية من ارتفاع في مقاييس الديليكتات التقليدية، بل إن التباينات الصغيرة في الممتلكات المادية يمكن أن تسبب أخطاء كبيرة في المراحل عبر مجموعة كبيرة، والمواد الناشئة وتقنيات التصنيع لها أهمية حاسمة في التمكين من وجود نظم عملية ذات نطاقات عامة.

الميثاماتية والسلوك المتقدمين

(ب) توفر أدوات التجميل (التكتل) ذات هياكل عالية الجودة من حيث الكفاءة في استخدام المادة الكهرومغناطيسية غير موجودة في طبيعتها، ميزتين رئيسيتين لتصميم الهوائي ذي السعة 6G: الامتصاص المثالي للعزلة، والمؤشر السلبي على التفاعل بين أجهزة الاستشعار، والتشكيلات الكهرمغنطيسية المتطورة التي يمكن أن تحجب الموجات السطحية وتتبادل بين العناصر المكتظة، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة السلوك الواعدة

3D Printing and Additive Manufacturing

وتُحدث عمليات تصنيع مضافة لتثبيت إنتاج وزراعة الهوائيين من خلال التمكين من إجراء قياسات جغرافية معقدة مستحيلة باستخدام تقنيات استئصالية تقليدية، كما أن الطباعة الثلاثية الأبعاد تتيح نسيج شبكات تغذية موجية ذات تحولات سلسة وخفيضة، وأجهزة قياس الأشعة المكشوفة ذات الصبغة الصبغة الفوقية، وتُحدِّد الثغرات في التر الاصطناعي المتسارع.

Scalability, Integration, and System-Level Design

ويتطلب الانتقال من النماذج الأولية المختبرية إلى الهياكل الأساسية ذات القدرة على العمل تجارياً، إيجاد حلول للتحديات المتعلقة بالتصعيد والتكامل على مستويات متعددة: عنصر الهوائي نفسه، ونموذج الصفائف، ووحدة النطاقات الأساسية، والشبكة.

الهيكل التنظيمي للأشعة الموحّدة

الوصلات الحرارية تُظهر كمبدأ تصميمي لـ 6 جي من نظم الهوائيات بدلاً من بناء صفيفة واحدة من المصممين يُنشئون صفائف من البلاط الأصغر أو من الأشعة دونية التي يمكن صنعها بشكل مستقل واختبارها وتجميعها، وكل تلة تحتوي على مجموعة فرعية من عناصر التكرير، وعناصر الواجهة الأمامية الحد الأدنى من الوصلات الرقمية

الإدارة الحرارية في الأشعة العالية الخطورة

وتركيز عنصر كثافة العناصر القصوى للصفائف الست زاي على توليد الحرارة في حجم صغير، إذ أن مضخمات الطاقة، والمتحولات التدريجية، وعناصر التجهيز الرقمي تسهم في الحمولة الحرارية، وبدون إدارة حرارية فعالة، يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة المميزة، مما يؤدي إلى تدهور الأداء، أو إلى فشل في الحياة التشغيلية، ولا تزال النُهج الموحدة مثل التبريد بالإكراه أو المصارف الحرارية غير كافية في الكثافة التي تتجاوز 10 سمات.

مسارات الإنتاج ذات التكلفة الضار

(أ) بالنسبة لـ 6 جي لتحقيق التبنّي الجماعي، يجب أن تكون صفائف الهوائيات في متناول مختلف سيناريوهات النشر - الحضر، والتغطية الريفية، والأماكن الساخنة الداخلية، ومنابر الأشعة المقطعية، وهذا يتطلب الانتقال من المواد والعمليات ذات الحجم المنخفض إلى التصنيع العالي، والعاملات ذات التأثير التراكمي، ونسبة التراكم المخفض لحجم السيليكون، ونسبة التراكمي المنخفض

اعتبارات النشر العملي

ويجب التحقق من التقدم النظري في تصميم الهوائيات في ضوء ظروف النشر في العالم الحقيقي، وهناك مجالان يثيران قلقا خاصا بالنسبة لـ 6 زاي هما التفاعل مع البيئات الحضرية والداخلية وإدارة التدخل.

البيئات الحضرية والداخلية

وتُعتبر الإشارات الفرعية شديدة التعرض للحجب من جانب المباني، واللافوج، والمركبات، وحتى الهيئات البشرية، وفي الكانتونات الحضرية، يمكن أن تُحجب عن بعض المصانع غير المُعدية ذات التداخل في مواقع الارتداد، وأن تُحدث في نفس الوقت عوامل التداخل بين الأثاث غير المُعدي، وأن تُحدِّد في إطارها عوامل التداخل بين الأثاث غير المُعدي، وأن تُحدِّدَن في نفس الوقت.

استراتيجيات التخفيف من حدة الآثار

إن الجمع بين صفائف الهوائيات العالية الكثافة، والطائفة المشتركة، يخلق تحديات كبيرة في مجال التدخل، والنُهج التقليدية القائمة على إعادة استخدام الترددات المقطعية أو تقسيم الرموز غير كافية في نطاق الترددات الأرضية، بل يعتمد 6G على إلغاء التدخل المكاني من خلال تقنيات متطورة ومتداخلة مع عوامل متعددة.

التوقعات المستقبلية والتوجيهات البحثية

وتميز مسار تصميم صفائف الهوائيات المحددة بالنسبة لـ 6G بالتقارب بين التخصصات: المغناطيسية، وشبه الموصلات، وعلم المواد، وتجهيز الإشارات، والتعلم الآلي، والربط الشبكي بالشبكة على المدى القريب، ونتوقع أن تكون مجموعة موحدة من مجموعات أجهزة الاستعلام ذاتية غير قابلة للتركيز من جانب كبار بائعي البنية التحتية بحلول عام 2028-2030، مما يضاعف كثيرا من الاتجاهات المذكورة أعلاه.