Table of Contents

تزايد أهمية المضخمات في الجيل القادم من الشبكة العالمية

وقد أدى الانتشار السريع للأجهزة ذات الصلة والتطبيقات الكثيفة للبيانات إلى نشوء طلبات غير مسبوقة على الشبكات اللاسلكية، أما المعايير الناشئة للشبكة العالمية للسواتل (Wi-Fi 7 (802.11be) فهي مصممة لتوفير مخرجات متعددة الأطقم، ودرجة أقل من الكفاءة، وتحسين الكفاءة في البيئات الكثيفة، وفي قلب هذه النظم هي أجهزة التكاثر اللاسلكية التي تحدد مدى موثوقية الإشارات ونطاق التغطية.

ويجب أن تعمل أجهزة الاستنشاق في جهازي W-Fi 6 و Wi-Fi 7 عبر نطاقات متناثرة بشكل متزايد - من 2.4 GHz و 5 GHz إلى النطاق الافتتاحي الجديد 6 GHz (5.9-7.125 GHz) - بينما توفر هذه المواد الحديثة ذات الترددات العالية والقابلية للنشر المتعددة (OFDMA) وخيارات التصميم المتعددة المدخلات التي تتيح للمستخدمين (MU-MIMO)

الدور الأساسي للأجهزة المدمجة في أجهزة الاتصال اللاسلكية

أجهزة لتصنيف الطاقة (PAs) لنقلها

أما مضخم الطاقة فهو آخر مرحلة نشطة في سلسلة النقل، وتتمثل مهمته الرئيسية في تعزيز الإشارة المُعدَّلة لنموذج الإبلاغ الموحد إلى مستوى يكفي لنقله بصورة موثوقة على النطاق المقصود، وفي تصميمات الشبكة العالمية 6/7، يجب على السلطة الفلسطينية أن تُوصل الطاقة الإنتاجية في نطاق +18 دبلومتر إلى +25 دبلومتر (لأجهزة العملاء) و+25 دبوم إلى +30 دبوم (لمراكز الدخول) مع الحفاظ على دقة عالية.

أجهزة الاستقبال ذات الأرقام المنخفضة

ومن جهة الاستقبال، يصف نظام تقييم الاحتياجات المحلية إشارات ضعيفة من الهوائيات ذات الضوضاء الضوضاء الضيقة الدنيا، ورقم الضوضاء (NF) في نظام الحسابات القومية حرج لأنه يضع حدودا أدنى على حساسية جهاز الاستقبال، وبالنسبة للواي - فاي 6/7، يتوقع أن تحقق نظم الناموسيات المحلية قيما أدنى من 2 د.ب عبر النطاقات الواسعة، مع معالجة موانع ضوضاء قوية من دون تض(25).

المتطلبات التقنية التي دفعتها منظمة وي-فاي 6 وواي فاي 7

أوامر التعديل الأعلى وضغوط الحركة

(ب) تشمل مجموعة الـ (واي-فاي 6) 1024-QAM (التعديلات على نطاقات التعبئة) بينما تُقدَّم مقياسات الـ (واي-Fi 7) إلى 4096-QAM، وتضع هذه الوحدتان الكثيفة متطلبات صارمة بشأن الإدارة السليمة بيئياً على كامل السلسلة الترددية، أما بالنسبة لـ 1024-QAM، فلا بد أن يكون الحد الأدنى من التعايش بين التراكم التراكمي والتراكمي والتراكمي التراكمي (40-38).

وروديدز وبواسطة متعددة الأطراف

وي - في 6 يدعمون قوالب النطاقات التي تصل إلى 160 ميغاهيرتز، ولكن الشبكة 7 توسع إلى 320 قناة ميغاهيرتز في نطاق التردد 6 جيهرتز، ويجب أن تحتفظ أجهزة الأمبليزيين المصممة للواي فاي 7 بمكسب ثابت (العمليات الجارية، والجهاز الفرعي 1) وتأخير المجموعات المنخفضة بما يزيد على 320 ميغاهيرتز على النطاق الترددي الفوري، وهذا يتطلب تطابقا واسع النطاق مع تكنولوجيات الاستخدام.

البعثة المتعددة الاستعمالات والتشكيل

وتعتمد النظم الحديثة للشبكة على الوصلات المتعددة وتلقي السلاسل اللازمة للتضاعف المكاني والتشويه، ويجب أن يكون لكل مضخم لنموذج الترددات في صفيفة من صفائف البعثة مجموعة واسعة النطاق من الوصلات والاستجابات التدريجية عبر نطاق التشغيل لضمان تحقيق مكاسب ودقة توجيه لاغية، ويجب التحكم بشدة في التباينات المتضخمة إلى المعسكرات، كما أن حلقات المعايرة كثيرا ما تكون مدمجة للتعويض عن درجات الحرارة.

التحديات الرئيسية في مجال التصميم بالنسبة للمضخمات العالية النتائج

الحرف مقابل الكفاءة

فالصراع الأساسي في تصميم السلطة الفلسطينية يحقق درجة عالية من التواؤم بينما يزيد الكفاءة المضاف إليها السلطة إلى أقصى حد، وفي الطبقات التقليدية للفئة العليا أو الطبقات المصنفة حسب الفئة، يؤدي التخلف إلى تحسين التواؤم، ولكنه يقلل من الكفاءة، أما بالنسبة للإشارات التي تستخدمها شبكة الإنترنت ذات القدرة العالية على إعادة تقدير الأداء، فتعمل على أساس التخلف من 6 إلى 8 دفقة واحدة (P1dB) فتستخدم تقنيات التتبع الرقمية.

Thermal Management in Compact Form Factors

ويجب أن تُنقّل مضخات الواي فاي في نقاط الدخول والأجهزة العميلة من الحرارة داخل الأماكن المحصورة، ويجب التقليل إلى أدنى حد من المقاومة الحرارية من التقاطع إلى المرن (راث) لإبقاء درجات الحرارة تحت حدود الموثوقية، كما أن التغليف المتقدم - مثل الحد الأدنى للتوازن، وعبر النسيج، ودرجة الترميز المحسنة حراريا - هو أمر أساسي مقارنة بمستوى الهيكل الأساسي للغاليوم (Gllium).

عملية التغيير واليلد

وتعاني أسعار الصرف المعتمدة على النظام الإيكولوجي، ولا سيما في المعالم المتقدمة (28 نانو متراً وما دونه)، من تفاوت كبير في العمليات يؤثر على الربح والسرعة والاختراق في الإنتاج، وللإبقاء على الأداء المتسق عبر ملايين الأجهزة، يدمج المصممون الترايم، والمعايرة الرقمية، والتحيز التكييفي، وترصد أجهزة الاستشعار عند الشيك درجة الحرارة وزوايا العمليات، وتكيف تحيز السلطة الفلسطينية في الوقت الحقيقي.

تقنيات السيرك المتقدمة للواي فاي 6/7

Doherty Power Amplifiers

وتعتمد السلطة الفلسطينية في دوهيرتي على هيكل معروف جيداً يعزز الكفاءة في تخلف السلطة، وتستخدم جهازاً رئيسياً (مُنبَّط في الصف الأول) ومضخِّم ذروة (مُنَفَّى في الفئة جيم) لتوحيد التيارات الدينامية، وعندما تعمل المظاريف المُقابلة للإشارة، يتحول جهاز التكفير إلى تواتر إضافي مع الحفاظ على كفاءة عالية على نطاق طاقة يبلغ 6 درجات الترددات.

تعقب المظروف (خ)

ويُعدّل تعقب المظروف حجم إمدادات السلطة الفلسطينية لتتبع مظروف الإشارة الفوري، مما يسمح للسلطة الفلسطينية بالعمل على نحو أقرب إلى التشبع لجزء أكبر من الوقت، ويُحدّد تحسيناً كبيراً في نظم تجهيزات الطاقة الكهربائية المتوسطة الحجم، ويتطلّب مضخّة نظائر مغلفة ذات نطاق التردد العالي (نحو 160 ميغاهرتز) ومعدل سائل عالية لإعادة إنتاج جهاز تحديد الاشارات رقم 3.

التحلل الرقمي

(د) إدارة الشؤون السياسية هي تقنية تسلسلية تسمح للسلطة الفلسطينية بالعمل بكفاءة أعلى دون انتهاك متطلبات القناع غير الخطي للسلطة الفلسطينية، ويستخدم على نطاق واسع في البنية التحتية الخلوية، وتعتمد إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية بشكل متزايد في نقاط الوصول العالية المستوى للشبكة الإلكترونية (W-Fi) للسماح للسلطة الفلسطينية بالعمل بكفاءة أعلى دون انتهاك متطلبات الأشعة السينية أو القناع الطي، ويلتقط جهاز مراقبة ناتج السلطة الفلسطينية، ويستكمل شبكة نموذجية متغيرة من حيث التكلفة.

Material Technologies for RF Amplifiers in Wi-Fi

Gallium Arsenide (GaAs)

ولا تزال مجموعة الأدوات تمثل مجموعة من أجهزة تقوية قدرة الشبكة العالمية في حالة الطوارئ بسبب ارتفاع معدل الحركة الكهربائية، وحسن التسلسل، والتصنيع النضجي، كما أن عمليات " غاس بي إم تي " (النقل السريع للحركة العالية الكهرباء) توفر كثافة ممتازة في الطاقة (نحو 1 دبليو ملم) وكمية عالية من الانهيار، وهي تستخدم عادة في المرحلة النهائية من عملية الدمج الكامل للجهاز.

غاليو نيتريد (GaN)

وقد برزت شبكة غاين كمغيرة لعب للبنية التحتية ذات الطاقة العالية في الشبكة العالمية (W-Fi) حيث تتجاوز كثافة الطاقة 5 دبلومات وكميات تعطل فوق 100 فولطية V، ويمكن لأجهزة الغاز أن تقدم +30 × × م، وما بعد ذلك بكفاءتها العالية، كما أن الضم الواسع للشبكة يتيح التشغيل في درجات حرارة أعلى (200 درجة مئوية)، مما يقلل من متطلبات التبريد، والثبات الرئيسية هي أعلى تكلفة وصعوبة في الاندماج في نظام سي إم.

سيليكون ألمانيوم (سيغي)

وتتيح شركة سيغي بي سيموس أرضاً متوسطة، تتيح للمضخمات في إطار الترددات المحلية أن تدمج مع المنطق الرقمي وذاكرة التناظر على رقاقة واحدة، وتوفر شركة سيغي HBTs (أجهزة تحويل ثنائي القطب) أداءً جيداً في مجال التسلسل والضوضاء يصل إلى 10 جيهرتز، وهي مناسبة تماماً للناموسيات المنخفضة القوة والقوى المتوسطة في الأجهزة التي تجذب الزبائن.

CMOS with Advanced Linearity Enhancement

ويمكن الآن أن تنفذ إدارة تكنولوجيا المناخ (28 نانو، 16 نانو متر) وظائف السلطة الفلسطينية باستخدام تقنيات مثل أجهزة التعقب المكدسة، والأطواب المتمايزة، والتحايد الأسري للتغلب على انخفاض حجم الفولاذات، وقاعدة البيانات الوطنية ذات الصلة بالشبكة الفعالة لتطبيقات منخفضة القدرة، ولكن الكفاح من أجل تحقيق قدرة عالية على الإنتاج (أي 20 دبلوم) مع وجود خط جيد، ومع ذلك، بالنسبة لمنابر البحث المتكاملة التي تستهدف نظم الإدارة.

رسم الخرائط وتصميم النطاقات الواسعة

Smith Chart Techniques for Multi-Octave Bands

ومع تغطية الواي فاي 7 بـ 2.4 غيغاهيرتز و 5 جيهرتز و 6 جيهرتز (5.9-7.125 غيغاهيرتز)، يجب أن يطابق ناتج السلطة الفلسطينية 50 أوماغا فوق نطاق مستمر يتجاوز 4 جيهرتز، وكثيرا ما يكون التضييق التقليدي الذي يطابق استخدام العناصر المقطوعة غير كاف، وكثيرا ما تكون الشبكات التي تستخدم أجهزة تحويل متعددة الأغراق، أو خطوط نقل موزعة، أو أجهزة قياسية مصممة للعجلة.

بالون والتصميم التفاضلي

ويستخدم العديد من المعاهد الحديثة للوقود الواي فاي التفاضلية لتحسين الرفض الموحد والحد من الضجيج من الباطن، ويحول البالون الموجود على الشيب أو البالون الخارجي الإشارة التفضيلية إلى واحد، ويجب أن يكون للبالون نفسه خسارة منخفضة في الإدخال (0.5 دي بي) وتوازن المرحلة/الدرجة (خطأ على طول النطاق الكامل في نطاق الترددات.

قياس وتقييم المضخمات المصنوعة من RF

تصنيع جهاز الواي فاي 6/7 يتطلب مجموعة القياسات:

  • S-parameters (S11, S21, S22) عبر 2-8 GHz للتحقق من المطابقة والارتفاع.
  • Large-signal characteristics]: P1dB, Psat, and power-added efficiency at the fundamental frequency and over the band.
  • مقاييس اللينيرية : EVM باستخدام إشارة حقيقية من طراز Wi-Fi 6/7، ACPR في 0220 MHz و40 MHz، وIP3 (نقطة اعتراض من الدرجة الثالثة).
  • Thermal performance]: ارتفاع درجة حرارة النفقة عند طاقة الإنتاج القصوى باستخدام أشعة تحت الحمراء أو رقائق الاختبار الحراري.
  • Stability and load-pull]: Testing into mismatched loads (VSWR up to 10:1) ensures no oscillation or damage.

المراجع الخارجية: فيما يتعلق بتقنيات القياس التفصيلية، نشرت الشبكة دليلاً شاملاً عن اختبارات السلطة الفلسطينية [(FLT:0]) لمعايير الاتصال الحديثة .() كما أن ] التحالف بين الوي والفاي ] يوفر خطط اختبار التصديق التي تشمل متطلبات الاختبار والقناع الطيفي لكل جيل عادي.

توجيهات المستقبل للواي فاي 7 وما بعدها

ومع انتقال هذه الصناعة نحو الشبكة العالمية 7 مع تشغيل متعدد الوصلة، و 320 قناة ميغاهيرتز، وحتى 16 مجارياً مكانية، يجب أن تتطور المصافي لنموذج الإبلاغ الموحد تبعاً لذلك، وتشمل الاتجاهات الرئيسية ما يلي:

  • Digital- intensive front-ends]: More functions migrate to the digital domain domain, with DPD, ET, and adaptive bias controlled by machine-learning algorithms.
  • Integrated multi-band PAs]: Un amplifiers covering 2.4/5/6 GHz with independent linearization become essential to reduce bill of materials.
  • Reconfigurable structures]: Amplifiers that can adapt their bias, matching, and output power for different bands and use cases (low-power IoT vs. high-throughput streaming).
  • Advancedpack]: Fan-out wafer-levelpackaging (FOWLP) and heterogeneous integration of GaN, GaAs, and Si die in a single module will diminish footprint while improving thermal performance.

وسيستمر السعي إلى تحقيق كفاءة عالية في مجال الطيف وانخفاض استهلاك الطاقة في دفع الابتكار في تصميمات المضخمات في إطار الترددات المكثفة، ويجب على المهندسين أن ينظروا في آن واحد في الفيزياء شبه الموصلية، وأطبوغرافية الدوائر، والاحتياجات على مستوى المنظومة، والقيود المفروضة على التصنيع من أجل إيصال المضخمات التي تشكل أساس الثورة اللاسلكية.

خاتمة

وسيشكل تصميم أجهزة الترددات الترددية " وي-Fi 6 " و " Wi-Fi 7 " تحديا متعدد الأبعاد يربط بين الفيزياء والأجهزة الطبوية وعلم الطبويات والهندسة الحرارية والتحقق من النظام، ويضمن التطور السريع لأوامر التعبئة، وسلاسل النطاقات، وترتيبات البعثة وجود متجانسات مع خطوط اتصال غير عادية وكفاءة وربطية واسعة النطاق.