تطوير هوائي 5G باستهلاك منخفض
يُعمل باحثون من جامعة نوتردام على هوائي من الجيل الجديد لشبكات 5G. تستخدم هذه التكنولوجيا مواد عازلة اصطناعية مصنعة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد، مما يسمح بتقليل استهلاك الطاقة دون التأثير على الأداء. يقود المشروع جوناثان شيسوم ويحظى بدعم من الجيش الأمريكي.
تصميم مبتكر لتقليل استهلاك الطاقة
تتطلب شبكات 5G الحالية استهلاكًا عاليًا للطاقة، حيث يستهلك كل محطة أساسية كمية من الطاقة تعادل عشرات المنازل. طور فريق جامعة نوتردام هوائيًا يحتوي على عدسة ذات مؤشر تدريجي (GRIN) في الموجات المليمترية، مما يسمح بالعمل في جميع نطاقات تردد 5G بواسطة جهاز واحد. يلغي هذا التصميم الحاجة إلى هوائيات متعددة وشرائح عالية الاستهلاك للطاقة.
تطبيق مواد مطبوعة ثلاثية الأبعاد
يُصنع كل هوائي من مادة عازلة مطبوعة ثلاثية الأبعاد بهيكل خلايا من نوع gyroid. يتم إنتاج هذه النماذج الأولية طبقة بطبقة خلال عملية مفصلة تستغرق حوالي 100 ساعة. تحسن الهيكل الداخلي انتشار الموجات دون الحاجة إلى مكونات إلكترونية إضافية لضبط الترددات.
التأثير في القطاعات العسكرية والمدنية
يسمح تصميم هذا الهوائي باستخدامه في المجال العسكري والمدني على حد سواء. بالنسبة للقوات المسلحة، تسهل القدرة على العمل في نطاق واسع من الترددات الاتصال في مناطق مختلفة من العالم. في القطاع التجاري، يمكن لتقليل استهلاك الطاقة وتبسيط الأجهزة أن يقلل التكاليف التشغيلية ويسرع تنفيذ شبكات 5G للموجات المليمترية.
التعاون مع الصناعة والخطوات القادمة
يسعى فريق جامعة نوتردام إلى تحسين عمليات التصنيع بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد وتوحيد الإنتاج على نطاق واسع. في هذا الجهد، يتعاونون مع Cheshir Industries، الشركة التي أسسها شيسوم وخريجو الجامعة، و3D Fortify، المتخصصة في تصميم وتصنيع مكونات تردد الراديو. الهدف هو تحقيق تكنولوجيا تجمع بين الكفاءة والتكلفة المنخفضة وسهولة التنفيذ في السوق.