The Expanding Role of RF Amplifiers in IoT and M2M Connectivity

وتتزايد سرعة التوسع في شبكة الإنترنت للأمور (IoT) ونظم الاتصالات من طراز Mchine-to-M) على نحو غير مسبوق، حيث تتغلب أجهزة الاستشعار الزراعية الذكية والمراقبين الصحيين الضعيفين على شبكات التشغيل الصناعية والهياكل الأساسية للمدينة الذكية على بليون جهاز اتصال لاسلكي، ويكمن في صميم كل جهاز إرسال لاسلكي على جهاز لاسلكي للوسم الترددي (RF) لتصميمات شديدة السعة.

التحديات الرئيسية في تصميم مكبرات الترددات من أجل التغيُّر والتصوير المضبوط للترددات الارتجاعية والمتوسط

وتشكّل مشكلة الاستخدام الأمثل المتعدد الأبعاد لشبكة الترددات المتوسطة والمتوسط، بخلاف الشبكات التقليدية في المناطق الواسعة التي تتمتع فيها محطات القاعدة بقدرة كافية وتبريد، عادة ما تُقيّد نقاط نهاية الترميز بحياة البطاريات وبصمات الاقدام المادية وتكاليف الوحدة، وتجبر هذه القيود المهندسين على تحقيق التوازن بين معايير الأداء التي كثيرا ما تكون في معارضة مباشرة.

كفاءة الطاقة

ويُقال إن طول البطاريات هو أكثر المتطلبات صرامة من أجهزة التحلل المزودة بالطاقة الكهربائية بالبطارية، ويمكن أن يشكل مضخم الطاقة الكهربائية من 30 إلى 50 في المائة من إجمالي استهلاك الطاقة في النظام أثناء الانتقال، وبما أن العديد من أجهزة التحلل الحراري تقضي معظم وقتها في نمط النوم، فإن السلطة الفلسطينية يجب أن توفر كفاءة ممتازة خلال فترات الانطلاق القصيرة من التشغيل العالي القوة.

باندويث ورنج التردد

أما تطبيقات الترددات المتقطعة والمضبوطة المتوسطة المدى فهي مجزأة على نطاق واسع: فمجموعات الترميز ذات النطاق الترددي الفرعي (مثل 868 ميغاهيرتز، و 915 ميغاهيرتز)، و 2.4 غيغاهيرتز (زغبي، وثريد، و BLEHZ)، و 5 جيهرتز (واي - 6 هاء)، ومجموعات الترددات التي تتسع نطاقها

التسلسل ونزاهة الإشارة

أما عمليات التعبئة والتنميط الخفيف، فهي تحد من أساليب الارتداد بالكهرباء، وتضع حداً أقصى من الاختلاف في أساليب الارتداد، وتضع حداً أقصى من الاختلاف في استخدام أجهزة السحب، وتضع حداً أقصى في مستويات الكفاءة في استخدام أجهزة الأشعة دون الحمراء، وتجعل من غير المستقرة، وتتسبب في إحداث تشوهات في المقياسات الحراري، وتزيد من حجم الخطأ (EVM) وترفع من مستوى القوة التبعية.

الحجم والتكامل

ويترك عامل الاستشعارات التقليدية للذخائر غير المتفجرة مجالاً ضئيلاً للمكونات المتفرقة المستخدمة عادة في التكسير الترددي، إذ يجب إدماج المضخات في عمليات التخصيب على أساس النظام أو على أساس النظام الموحد (النموذج الميكانيكي) مع الحد من عوامل الإنتاج الأقل جودة.

الإدارة الحرارية

وفي الضواحي الصغيرة التي لا توجد فيها عمليات تهدئة نشطة، يمكن للحرارة التي تولدها السلطة الفلسطينية أن ترفع بسرعة درجة الحرارة المتقطعة، والأداء المهين والموثوقية، وقد تُنشر أجهزة الترميز في بيئات شديدة (مثل أجهزة الاستشعار الصناعية الموجودة في الهواء الطلق تحت ضوء الشمس المباشر أو في ظروف دون الصفر) التي تستلزم من السلطة الفلسطينية أن تعمل على نطاق واسع من درجات الحرارة، ويثير القلق لأن ارتفاع معدل الارتفاع في استهلاك الماس

التكلفة واليغل

(أ) أن تُعدّل أجهزة التصوير بالأشعة فوق البنفسجية مراعية للأسعار؛ وأن بضعة سنتات من التكاليف الإضافية للبولي أمبير يمكن أن تحدد مدى صلاحية السوق؛ وأن تكون أجهزة التصاميم المصنوعة من أحواض الصمامات قابلة للتأثر في عمليات ذات حجم عال؛ وأن تكون جميع الموصلات شبه الموصلات الرئيسية قادرة على تحقيق نتائج أفضل، ولكن أكثر تكلفة وأكثر صعوبة في الاندماج مع نظام الرصد المركزي.

الحلول الناشئة والاتجاهات المستقبلية

وعلى الرغم من هذه التحديات المذهلة، فإن موجة من الابتكارات في المواد شبه الموصلية، وهيكل الدوائر، وتصميم النظام يتيحان للجيل القادم من مضخات إطارية لإدارة المحتوى في المؤسسة بالنسبة لليوت وM2M. وتبرز الفروع التالية التطورات الأكثر واعدة.

غاليو نيتريد (GaN) و Gallium Arsenide (GaAs)

وقد نضجت تكنولوجيات الغاز والشبكة العالمية للسواتل بدرجة كبيرة، حيث كانت توفر كثافة طاقة أعلى من كثافة القوى العاملة في قطاع الغازات أو النظراء السيليكونية بنسبة تتراوح بين ثلاث وخمس مرات، حيث أن تطبيقات الطاقة الكهربائية العالية التي تتطلب قدرة عالية على الإنتاج في إطار نظام صغرى مثل البوابات الصناعية وأجهزة الاستشعار ذات القدرة العالية تتيح للقوى العاملة أن تكون قادرة على استخدام أجهزة تصنيع الغازات ذات القدرة العالية تتراوح بين 50 و100 ناتج من شريحة واحدة مع الحفاظ على 60 في المائة.

Digital Predistortion (DPD) for Compact IoT Systems

وفي حين أن إدارة شؤون الإعلام كانت معياراً في محطات الأساس وأجهزة التتبع العالي، فإن تنفيذها في أجهزة الترميز غير عملي بسبب القوة والرؤوس العامة للمناطق، إلا أن التقدم في أجهزة الاسترجاع ذات القدرة المنخفضة والمقاييس ذات القدرة المنخفضة يمكن الآن أن يسمح لإدارة الدعم الميداني بأن تدمج في مجموعات المواد الكيميائية دون زيادة كبيرة في تصريف البطاريات، وعلى سبيل المثال، وجود هيكل أحادي النطاق يستخدم أداة صغيرة لتجميع المنتجات

تعقب المظاريف وتقنيات دورتي في نظم السجلات ذات النقاط المنخفضة

ويجمع التتبع المكثف للبطاقات بين الفول والفولط في الوقت الحقيقي وفولاذ البطاريات، ويحسن بشكل كبير متوسط الكفاءة، وقد خصص تاريخياً لنظم عالية الطاقة، ولكن هناك تحديات جديدة متعددة النواتج (المعقود متعدد الأطراف) في تصميمات المفاعلات ذات الترددات العالية السرعة، ويجري تطوير العديد من أجهزة التحكم بالحجم الواعدة (المعقودة) في شكلات السائلة (PaoT).

التغليف المسبق والتكامل المتجانس

وللتغلب على القيود المفروضة على أسعار الصرف المعدلة حسب نوع الجنس، فإن تكنولوجيات التغليف المتقدمة تتيح الجمع بين المواد الغذائية المثلى في نموذج واحد، وتُنتج العبوة على مستوى الترددات (FOWLP) التي تحتوي على موصلات ومكثفات متنقلة، وتخفض مجموعة نماذج الأداء التجاري من طراز CAs) التي تعمل من خلال الزجاجات (TGVs) وتحسن انتشار الحرارة.

أجهزة التصميم المصممة والمتصلة بالبرمجيات

مثل هذه المعاييرِ يَستمرُّ بالتفتت، القدرة على إعادة تشكيل السلطة الفلسطينية لمختلف النطاقات ومستويات الطاقةِ مستصوبة جداً.

التصميم والتعظيم

وقد بدأت عملية التعلم في مجال إزالة الألغام في التأثير على تصميمات أجهزة التكتل التابعة لمؤسسة AI، بينما يمكن لأجهزة التوحيد القياسي أن تستكشف مساحات واسعة من أجهزة التخصيب، وتضاهي أجسام الشبكة، وظروف التحيز أسرع من التكرار اليدوي، وتستخدم نماذج متجانسة لتجميع أحدث التقنيات الجديدة للتصميم الشبكي المطابقة التي تلبي أهداف الارتداد عبر الترددات، بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكيف أدوات التبني وإمداداتها للحفاظ على التدرج في تصميمها.

خاتمة

ويظل تصميم أجهزة كمبلدات لأجهزة الإيوت و M2M الناشئة من ضوابط متطلبة تتطلب تناحرا دقيقا بين القوى والكفاءة والسكك الحديدية والحجم والتكاليف، ومع ذلك فإن التقدم السريع في المواد شبه الموصلات، وتركيب الدوائر، وتقنيات التكامل، يضغط على حدود ما هو ممكن، وتخلق هذه الأجهزة، وتتبع الأعباء، وتبدو نماذج متطورة، وتصورات ذات كفاءة في جميع أنحاء العالم.

وللاطلاع على مزيد من القراءة بشأن تقنيات محددة، انظر الموارد التالية: