Использование роли динамически реконфигурируемых антенн

Jul 21, 2023

27 июля 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

корректура

по исследованиям

Сегодня мы живем в мире Индустрии 4.0, которая представляет собой цифровую парадигму, подразумевающую интеграцию передовых вычислений и цифровых технологий в глобальные отрасли. Некоторые из ключевых технологий в интеллектуальных отраслях и умных фабриках — это промышленный Интернет вещей (IoT), интеллектуальные промышленные датчики, машинное обучение и искусственный интеллект, облачные вычисления, передовая робототехника, дополненная и виртуальная реальность, цифровые двойники и интеллектуальная адаптивная связь.

Во всех этих технологиях надежная беспроводная связь имеет первостепенное значение. Поскольку антенна является основой сети беспроводной связи, необходимо понять процесс проектирования и соответствующие полосы частот, чтобы проложить путь к промышленной беспроводной связи.

Промышленная беспроводная связь необходима для повышения производительности и эффективности производственных операций. Передача данных в режиме реального времени позволяет быстро принимать решения и минимизировать время простоя. Более того, беспроводная связь делает возможным удаленный мониторинг и контроль в промышленных условиях, повышая безопасность работы и уменьшая необходимость личных проверок в опасных местах.

Исследователи из группы коммуникаций, зондирования и визуализации Университета Глазго представили всеобъемлющий обзорный документ по ключевым технологическим аспектам Индустрии 4.0 и за ее пределами. Представлен согласованный обзор развития промышленной революции, инфраструктуры промышленной связи, ключевых требований к производительности и потенциальных диапазонов частот ниже 6 ГГц. На основании этого тщательно рассматриваются и подчеркиваются современные решения в области проектирования интеллектуальных антенн, такие как антенны с динамической реконфигурацией.

Динамические реконфигурируемые антенны потенциально могут создать гибкие и изменяемые системы беспроводной связи, обеспечивающие эффективное формирование луча и управление лучом в различных направлениях и частотах. Интеллектуальные антенны обеспечивают лучшее качество сигнала, большую пропускную способность и лучшее использование доступного спектра, тем самым улучшая общую производительность беспроводных сетей. Это смягчает препятствия традиционной проводной связи в отраслях, которые являются неподвижными, не масштабируемыми и более дорогостоящими.

Интеллектуальные антенны благодаря эффективному беспроводному подключению могут помочь в интеллектуальной промышленной логике, обнаружении неисправностей и наблюдении с помощью видео высокой четкости, автоматическом заводском управлении, а также удаленном визуальном мониторинге и управлении.

В конце статьи выделены некоторые захватывающие футуристические направления исследований, которые имеют удивительные перспективы и огромный потенциал для промышленного применения следующего поколения. Эти области включают интеллектуальные отражающие поверхности для интеллектуальной заводской связи, антенную технологию с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO), а также связь в миллиметровом и терагерцовом диапазонах.