Revolucija u 6G tehnologiji: Magnetni zupčanici pokreću antene budućnosti

Dok se istraživači širom sveta trkaju u realizaciji 6G bežičnih sistema, potreba za antenama koje se dinamički prilagođavaju promenljivom okruženju nikada nije bila veća. Ključni zahtev 6G mreže je inteligentna kontrola snopa, koja omogućava usmeravanje i optimizaciju signala u realnom vremenu kako bi se podržali ultra-brzi prenos podataka i masovna povezanost uređaja.

Inovativni koncept: Spoj tradicije i futurizma

U značajnom naučnom prodoru, istraživači sa Univerziteta Tohoku i Univerziteta u Sariju uspešno su razvili inovativnu Jagi-Uda (Yagi-Uda) antenu sa rekonfigurabilnim obrascem zračenja, integrisanu sa magnetnim zupčanikom. Ovaj dizajn omogućava precizno skeniranje snopa uz izbegavanje nedostataka koji su do sada ograničavali konvencionalne tehnologije.

Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u prestižnom časopisu IEEE Transactions on Antennas and Propagation.

Ograničenja trenutnih rešenja

Antene sa promenljivim obrascem zračenja su ključne za 6G jer mogu usmeriti signal direktno ka korisniku. Dosadašnji pristupi su se delili na:

• Elektronske: Koriste diode i kola, nude ekstremnu brzinu, ali pate od visokih gubitaka signala i nelinearnosti.

• Mehaničke: Pružaju stabilniji odziv, ali zahtevaju kompleksne fizičke veze koje su podložne trenju, habanju i kvarovima.

Kako radi magnetni zupčanik?

Da bi prevazišao ove probleme, istraživački tim je integrisao magnetni zupčanik direktno u antenski sistem. Ovaj mehanizam prenosi obrtni moment bez fizičkog kontakta, koristeći magnetostatičke sile između nizova malih magneta.

U ovom modelu, donji deo magnetnog zupčanika se pokreće mehanički, dok se gornji deo – povezan isključivo magnetnim poljem – rotira potpuno bez kontakta, čak i kroz uzemljenu ploču antene. Ovakva aktivacija eliminiše trenje i abraziju, čineći sistem dugovečnijim i pouzdanijim.

Performanse i prednosti dizajna

Ovaj pristup omogućava jednostavnu i kontinuiranu rekonfiguraciju antene bez nelinearnog ponašanja koje je karakteristično za sisteme sa elektromagnetima. Ključne prednosti su:

• Minimalni gubici: Optimizacijom gustine strukture (pomoću 3D štampe) i upotrebom minijaturnih magneta, gubici energije su svedeni na minimum.

• Bez održavanja: Zahvaljujući beskontaktnom radu, sistem je praktično imun na mehaničko trošenje.

„Integracijom magnetnog zupčanika postigli smo stabilnu rekonfiguraciju bez gubitaka i potrebe za održavanjem, što otvara nove mogućnosti za adaptivne antene u budućim mrežama“, izjavio je Keisuke Kono, jedan od vodećih istraživača na projektu.

Nasleđe Jagi-Uda antene

Zanimljivo je da ovaj projekat predstavlja povratak korenima. Jagi-Uda antena, jedna od najkorišćenijih usmerenih antena na svetu, izumljena je upravo na Univerzitetu Tohoku 1920-ih godina (izumitelji Šintaro Uda i Hidecugu Jagi). Kombinovanjem ove klasične arhitekture sa modernom tehnologijom magnetnih zupčanika, istraživači su stvorili moćnu platformu za sledeću generaciju bežičnih komunikacija.

Foto: Freepik

Autor: Portal ObjektivNI.rs