فناوری جدید؛ترکیب مهندسی مکانیک و الکترومغناطیس

خبرگزاری برنا- گروه علمی و فناوری؛ آنتن‌های قابل تنظیم مجدد، آن‌هایی که می‌توانند ویژگی‌هایی مانند پرتوهای فرکانس یا تشعشع را در زمان واقعی و از دور تنظیم کنند  برای سیستم‌های شبکه ارتباطی آینده مانند 6G یکپارچه هستند. اما بسیاری از طرح‌های آنتن‌های قابل تنظیم مجدد فعلی ممکن است دچار مشکل شوند.آنها در دماهای بالا یا پایین دچار اختلال می‌شوند، محدودیت‌های برق دارند یا نیاز به سرویس منظم دارند.

برای رفع این محدودیت‌ها، مهندسان برق در کالج مهندسی، آهنرباهای الکتریکی را با مکانیزمی سازگار ترکیب کردند. مسئول این طرح می‌گوید:«مکانیسم‌های منطبق ، طرح‌های مهندسی هستند که عناصری از خود مواد را برای ایجاد حرکت در هنگام اعمال نیرو، به جای مکانیسم‌های سنتی بدنه که برای حرکت به لولا نیاز دارند، ترکیب می‌کنند. اشیاء سازگار با مکانیسم فعال طوری طراحی شده اند که به طور مکرر در جهت خاصی خم شوند و در محیط های سخت مقاومت کنند.

هنگامی که این سیستم روی یک آنتن قابل تنظیم مجدد اعمال می شود، بازوهای فعال با مکانیسم خاص به روشی قابل پیش بینی خم می شوند که به نوبه خود فرکانس‌های کاری آن را  بدون استفاده از لولا تغییر می‌دهد.درست مانند آفتاب پرست که برجستگی های ریز روی پوست خود را به حرکت در می آورد که رنگ آن تغییر می کند، یک آنتن با قابلیت تنظیم مجدد می تواند فرکانس خود را  فقط با پیکربندی خاص مکانیکی خود، که توسط مکانیزم سازگار فعال شده است ،از کم به بالا و به عقب تغییر دهد.

طرح‌های سازگار با مکانیزم فعال جایگزین فناوری‌های طراحی اریگامی موجود می‌شوند که نام آن از هنر ژاپنی تا کردن کاغذ گرفته شده است، که قابل تنظیم مجدد هستند، اما مزایای یکسانی در استحکام، قابلیت اطمینان طولانی مدت و قابلیت جابجایی با قدرت بالا ندارند.

طراحی های آنتن اوریگامی به خاطر قابلیت های جمع و جور تاشو و ذخیره سازی که می تواند بعداً در برنامه اجرا شود، شناخته شده است.اما هنگامی که این سازه‌های تا شده اوریگامی نصب می‌شوند، معمولاً به یک ساختار سفت‌کننده پیچیده نیاز دارند، به طوری که پیچ یا خم نشوند. اگر به دقت طراحی نشوند، این نوع دستگاه‌ها با محدودیت‌های زیست‌محیطی و عمر عملیاتی در میدان مواجه خواهند شد. این تیم نمونه اولیه وصله آنتن دایره‌ای شکل و عنبیه را با استفاده از نرم افزارهای تجاری شبیه سازی الکترومغناطیسی به تصویر کشیده و طراحی کردند.

سپس آن را به صورت سه بعدی پرینت کردند و آن را از نظر خطاها و همچنین وفاداری الگوی فرکانس و تشعشع در اتاقی عایق‌شده با مواد جاذب امواج الکترومغناطیسی که از تداخل سیگنال‌ها در آزمایش آنتن جلوگیری می‌کند، آزمایش کردند.

اگرچه نمونه اولیه  که برای هدف قرار دادن فرکانس خاصی برای نمایش طراحی شده است فقط کمی بزرگتر از کف دست انسان است، این فناوری را می توان برای فرکانس های بالاتر در سطح مدار مجتمع یا برای کاربردهای فرکانس پایین تر افزایش داد.

به گفته محققان، تحقیقات مکانیسم سازگار به دلیل ظهور چاپ سه بعدی محبوبیت بیشتری پیدا کرده است، که تنوع طراحی بی پایان را امکان پذیر می کند. این مقاله ، مکانیسم‌های سازگار را به‌عنوان یک الگوی طراحی جدید برای کل جامعه الکترومغناطیسی معرفی می‌کند و  پیش‌بینی می‌شود که این طرح پیشرفت کند. این می تواند نقطه انشعاب برای یک زمینه کاملاً جدید از طراحی ها با برنامه های هیجان انگیز باشد که ما هنوز رویای آنها را نداشته ایم.

انتهای پیام/