גלי מילימטר במערכות תקשורת. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

גלי מילימטר במערכות תקשורת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / תקשורת רדיו אזרחית

כיום מתקיים תהליך מהיר של פיתוח מערכות ואמצעי תקשורת, פיתוח טווחי גלי רדיו מסורתיים ולא מסורתיים, לרבות תדרים גבוהים במיוחד, לרבות גלי מילימטר (MMW). ולמרות שהטווח הזה צעיר יחסית לאחרים ששולטים בהם במשך זמן רב, כיום מקובל בדרך כלל שפס התדרים שתופס ה-IMV גבוה בהרבה מאלה שעמדו עד כה לרשות האנושות.

במשך זמן רב, MMWs נחשבו לא מתאימים לשימוש מעשי, מכיוון שלא היו אמצעים מתקדמים מבחינה טכנית ליצירה, קליטה ותיעול תנודות מיקרוגל, לא היה בסיס יסוד הכרחי, וחוקי התפשטות MMW באטמוספירה הבלתי הומוגנית של כדור הארץ לא היו. נחקר לפרטים. יתרה מכך, ישנה עניין ללא ספק לשקול את המגמות בפיתוח וביישום של מערכות תקשורת בגלי מילימטר למטרות שונות, הבאות לידי ביטוי במספר רב של פרסומים מקומיים וזרים.

יצירת מערכות תקשורת בטווח הגלים המילימטריים מבוססת על מחקר מדעי על תכונות ההתפשטות של גלים אלו ופיתוח עקרונות ואמצעים להפקה וקבלה של אותות מיקרוגל בתדרים מעל 30 גיגה-הרץ.

מדענים ומומחים בולטים ממדינות רבות ברחבי העולם, כולל רוסיה, תרמו תרומה משמעותית למחקר תיאורטי וניסיוני בתחום הפצת IMV. וגם היום, התיאוריה והפרקטיקה חושפות יותר ויותר יתרונות בשימוש ב-MMV, בפרט במערכות תקשורת. אלה, קודם כל, כוללים הגדלת נפח ומהירות העברת המידע, התפשטות הגלים הללו בתנאי סביבה לא נוחים, רווח אנטנה גבוה עם צמצם קטן וחסינות מוגברת לרעש.

עם זאת, עם התפשטות IWM, הנחתת האות מתרחשת בגזים אטמוספריים והידרומטרים, כמו גם דה-פולריזציה של קרינה, משרעת ושינויי פאזה. יתרה מכך, הנחתה של האות באטמוספירה נוטה לעלות עם התדירות הגוברת ותלויה בתנאי מזג האוויר. ישנן גם פסים קבועים של קליטה אינטנסיבית של גלי רדיו באטמוספירה, עקב נוכחותם של חמצן ואדי מים. תופעות אלו נצפות בתדרים של 22,2 GHz (H2O), 60 GHz (O2), 118,8 GHz (O2) ו-180 GHz (H2O). בתנאים של לחות אטמוספרית מתונה (~7,5 גרם/מ"ק על פני כדור הארץ), ניתן להבחין בהתפשטות מוחלטת של גלי רדיו בחלקים מסוימים של הספקטרום (אפילו מעבר ל-3 dB) במהלך התפשטותם האנכית היחידה.

עניין מעשי לתקשורת הם "חלונות השקיפות" שזוהו על ידי המדע בתדרים של כ-35, 94, 140 ו-220 גיגה-הרץ, שבהם נצפית הנחתה מינימלית בהשוואה לחלקים שכנים של קרן המטבע הבינלאומית. בקווי רוחב בינוניים עם לחות וטמפרטורה מתונה על פני כדור הארץ (20 מעלות צלזיוס) ב"חלונות השקיפות" ההנחתה הכוללת קטנה ועבור התפשטות אנכית בודדת דרך האטמוספרה, למשל, בתדרים של 94 גיגה-הרץ, היא 1,3 dB.

שימו לב שבמחקרים ניסיוניים של ספיגה מולקולרית, עד לאחרונה, לא הייתה סטטיסטיקה על רמות ספיגה שונות. צבירת הנתונים הסטטיסטיים הללו היא משימה עתירת עבודה בשל השונות החזקה של ערכי הלחות והתלות שלה בתנאי האקלים.

בשל הקליטה הגדולה יחסית באטמוספרה, קרן המטבעות מסווגת כגלים קצרי טווח.

נכון לעכשיו, בעיית ההתפשטות של קרן המטבע הבינלאומית נחקרה במידה רבה; תוצאות המחקר והחישובים התיאורטיים של ספיגה מולקולרית בהידרומטורים אטמוספריים חופפים באופן משביע רצון. המגמה המתגבשת לשימוש בטווח ה-MMV כדי לפתור בעיות יישומיות שונות הפכה כעת לבת-קיימא. נפתחה האפשרות להשתמש בהם במערכות תקשורת לווייניות, קווי ממסר רדיו, תקשורת מיקרו-סלולרית, קווי תקשורת משולבים ומערכות בקרה אוטומטיות, כמו גם בציוד מדידה. זה מוסבר בהצלחות בפיתוח בסיס האלמנטים MMV ויצירת מכשירים מתקדמים טכנית המבוססים עליו, והצורך בהעברת נפחי מידע גדולים, כאשר היתרונות של גלי רדיו בטווח זה ניכרים במיוחד.

MMV בתקשורת לוויינית. מערכות תקשורת לווייניות מתפתחות בקצב מהיר מאוד. לדוגמה, ב-1982, לתקשורת הלווינית בארה"ב היו כ-150 מערכות משחזר ברוחב פס של 36 מגה-הרץ כל אחד, ובתחילת שנות ה-90, קצב שיגורי הלוויין גדל עד כדי כך שטווחי התדרים 6/4 ו-14/12 הוקצו לתקשורת התברר שה-GHz תפוס כמעט לחלוטין.

לכן, המשימה של שליטה בטווח ה-MW עבור תקשורת לוויינית היא דחופה מאוד. זה מסביר שבעשור האחרון, ארצות הברית לבדה השיקה 15 IS3s, על סיפונה שהיה להם ציוד שפעל בטווח התדרים 16...40 GHz. החזרים המשולבים שלהם אישרו במידה רבה את כל היתרונות של שימוש ב-MMV לתקשורת לוויינית. דפוסי הקרינה הצרים של אנטנות ה-MMV תרמו לסודיות התקשורת ולהחלשת הפרעות ההפרעות, והרווח הגבוה הוביל לירידה בעוצמת המשדרים והקטין את מאפייני המשקל והגודל של ציוד הלוויין.

אבל זה לא הכל. השימוש באנטנות רב-אלומות מובנות בעלות כיווניות גבוהה איפשר להחליף אלומות כדי להרחיב את אזורי הכיסוי, כמו גם להגביר את אמינות התקשורת בתנאי מזג אוויר גרועים עקב קליטה מגוונת.

בין IS3 בעדיפות הגבוהה ביותר, שהחזרים שלהם פותחו בחו"ל בסוף שנות ה-80 ותחילת שנות ה-90 לפעול בתדרים מעל 20 GHz, הם הבאים.

ללווין L-SAT/OL YMPUS (מערב אירופה) יש רוחב פס תדר הפעלה כולל בפסי 14/11 ו-30/20 גיגה-הרץ של כ-6,8 גיגה-הרץ. רוחב הפס של תא המטען הוא 240 מגה-הרץ, מה שמבטיח העברת מידע במהירות של 360 Mbit/s, המספיקה לארגון 5500 ערוצי טלפון.

לוויין MILSTART (ארה"ב) עם משחזר פס רחב בטווח התדרים 44/20 GHz. נעשה שימוש באותות דמויי רעש, דילוג תדר פסאודו-אקראי בפס 2 גיגה-הרץ ומיתוג אותות על הלוח. תקשורת בין לוויינית במערכת MILSTART מתבצעת בטווח התדרים של 60 גיגה-הרץ, בו הנחתה גבוהה באטמוספירה כמעט בלתי אפשרית ליצור הפרעות רדיו מכוונת אקטיביות מכדור הארץ לצורך תפעול ציוד על הסיפון.

לוויינים ECS-2 ו-ACTS-E (יפן). הציוד פועל בטווחי התדרים של 30/20 ו-50/40 גיגה-הרץ עם רוחב פס של 250 מגה-הרץ עם קצב העברת נתונים של לפחות 400 מגה-ביט/שנ. עבור לוויין מסוג זה, NTT פיתחה מערכות עם תפוקה גבוהה במיוחד (לפחות 7920 Gbit/s לכל IS3). על פי ההערכות, הכללת 15 תקשורת IC3 גדולה במערכת המבטיחה תאפשר להשיג תפוקה כוללת של מערכות תקשורת לווייניות של עד 119 Gbit/s. לדברי מומחים יפנים, הניסיון שנצבר במהלך הניסויים מאפשר לנו להתחיל ליצור קווי תקשורת בין לוויינים הפועלים בטווח ה-MW.

אחד מתחומי היישום האפשריים של קישורים בין-לווייניים כאלה הוא תקשורת בינלאומית. יתרה מכך, הנוכחות של תקשורת ישירה בין שני IS3 מבטלת את הצורך להשתמש בתחנות אדמה ביניים. באמצעות קישורים בין-לווייניים, ניתן גם לתקשר בין כמה IS3 הממוקמים במרחק של כמה עשרות קילומטרים זה מזה בכל אזור אחד בחלל החיצון.

ישנן מספר מערכות תקשורת לווייניות מקומיות עם חלליות במסלולים גיאוסטציונריים, אליפטיים ונמוכים, בדומה למערכות זרות.

עד כה הוקצו תדרי רדיו בטווח של 0,3...0,4 GHz למערכות במסלול נמוך. אבל מכיוון ששירותים רדיו-אלקטרוניים שונים פועלים כאן על בסיס ראשוני, בקושי ניתן להשיג בעתיד פסים לרשתות תקשורת לווייניות חדשות. לפיכך, במחזירי IC3 בעלי מסלול נמוך מוצע להשתמש באותות פסאודו אקראיים רחב פס כדי למנוע הפרעות של משדרים אחרים, ובתורם, לא להפריע לפעולתם. בשיטת שידור זו, המהירות בערוץ החלקי יכולה להיות 4,8 kbit/s, ובהתחשב בקידוד עמיד לרעש - 2,4 kbit/s. השימוש בטווח MMV במערכות כאלה נחשב.

לפיכך, הצורך בהגדלת הקיבולת והיעילות הכוללת של מערכות תקשורת היה אחת הסיבות להתפתחות טווח התדרים מעל 30 גיגה-הרץ. היכולות הפוטנציאליות של מערכות בטווח התדרים שצוין מוערכות בכ-10 אלף ערוצי תקשורת עם קצב העברת מידע מינימלי בכל ערוץ של לפחות 2 מגהביט/שניה. הצפי הוא שבשנת 2000 תספק רשת התקשורת הלווינית Intelsat לבדה כ-750 אלף ערוצי טלפון, שהם פי 15 מיכולות המערכת ברצועות 6...4 ו-14...12 GHz.

בעיות טכניות של שימוש בפס MW בתקשורת לוויינית כוללות מחקר של שיטות לארגון קליטת גיוון בתחנות קרקע בעת שידור מידע דיגיטלי במהירות של 1 Gbit/s, פיתוח מתגי פריט אמינים ומטריצות מיתוג עבור משחזרים על הלוח, כמו גם יצירת אנטנות מרובות אלומות משופרות עם דיוק מוגבר בייצור עיצובי אלמנטים. פתרון בעיות אלו יאפשר להגיע ליעילות גבוהה של מערכות לווייניות כאשר פועלות בטווח של 50...40 גיגה-הרץ, ובעת ארגון תקשורת בין-לוויינית גם בטווח התדרים של עד 60 גיגה-הרץ. בעתיד, ניתן להשתמש בחלקים בתדר גבוה אף יותר של הספקטרום.

בעלי עניין משמעותי הם קווי תקשורת רדיו ומידע שנועדו לפעול בטווח המילימטרים. בעתיד, הם יספקו תפוקה של 3...5 Gbit/s ואמינות תפעולית גבוהה (כ-0,99998). לפיכך, עבור קישור רדיו משופע בקיבולת של 3 ג'יגה-ביט לשנייה, טווח של 20 ק"מ, כאשר ממדי האנטנות הפרבוליות על סיפון המטוס הם 0,2...0,5 מ' ובכדור הארץ בנקודת הקליטה של 1 מ', עם נתון רעש של מקלט הקרקע ~15 dB, משקל ונפח נמוכים של הציוד המשולב, ההספק של מכשיר השידור המשולב יהיה בטווח של 0,1...100 W. מחווני האנרגיה והדרישות לציוד של קישור רדיו כזה הם סבירים למדי בהתחשב במצב הנוכחי של טכנולוגיית MMV.

יישום MMV ברשתות תקשורת סלולריות. בשנים האחרונות, המדינות המפותחות בעולם רואות התקדמות משמעותית ביצירה ויישום של מערכות תקשורת ניידות באזורים עירוניים וכפריים. עלייה חסרת תקדים בנפח, מהירות ואיכות השידור של מידע שונה הושגה לא רק בקנה מידה של מדינה אחת, אלא גם במדינות הממוקמות ביבשות שונות. זה התאפשר הודות לפיתוח של אלקטרוניקה במצב מוצק, מיקרואלקטרוניקה, פוטוניקה, אקוסטולאלקטרוניקה, כמו גם מערכות תקשורת לווייניות.

עם זאת, השימוש הנרחב בדצימטר ועוד יותר בגלי רדיו במטרים במערכות תקשורת עירוניות יוצר מספר קשיים בתכנון מערכות משדר ומוליכי גלים של אנטנה, מגביר את רמת ההפרעות האלקטרומגנטיות ההדדיות ומגביל את רצועת התדרים המשודרים, אשר מוביל לעלייה בעיוותים בהעברת המידע.

הרחבה נוספת של פריסת רשתות תקשורת סלולריות בערים היא כמובן בלתי אפשרית ללא שימוש בגלי מילימטר. כדאיות המעבר ל-MW במערכות סלולריות מאושרת על ידי תוצאות מחקרים שנערכו במעבדות של המכון להנדסת רדיו ואלקטרוניקה של האקדמיה הרוסית למדעים.

שיטתיות וניתוח של תוצאות המחקר מביאים למסקנה האופטימית שבתנאים עירוניים קשים ניתן לחזות את המאפיינים החשובים ביותר של השדה האלקטרומגנטי במרחקים של כמה מאות מטרים עד עשרות קילומטרים ממקור הקרינה. תחזית כזו יכולה להתבצע בשיטות סטטיסטיות באמצעות מפה טופוגרפית של העיר המבוססת על נתונים על צפיפות בנייה, גבהים וממדים אופקיים של מבנים, חומרי בניין מהם עשויים הקירות, כמו גם התחשבות בפריסה העירונית. אזורים, שטח ומיקום מערכות אנטנות. כמו כן פותחו שיטות לחישוב מאפייני שדה בעת תכנון קווי תקשורת בתנאים עירוניים באמצעות מאגרי מידע ממוחשבים. הם מאפשרים לחשב מאפייני אנרגיה, התפלגות של פרמטרים של שדה קיטוב, כמו גם לסווג את המאפיינים הסטטיסטיים של הפרעות רדיו בערוצי תקשורת ניידים עירוניים.

בפרט, בהנחה שהספק המשדר (Rizl) הוא 5...10 mW, רגישות המקלט היא ~10 W ברצועת 1 MHz, רווח האנטנה הוא כ-15 dB בגל של 5 מ"מ ולוקח את האות- יחס לרעש ~10, נוכל להעריך את הטווח המינימלי של השפעת הקשר על השדה המגנטי, תוך התחשבות במרכזי ספיגת התהודה במים ובאדי חמצן (איור 1). אפילו בתנאי ההתפשטות הגרועים ביותר, אורכו של קו כזה הוא תמיד יותר מ-0,5 ק"מ, מה שעונה על הדרישות למערכות תקשורת כאלה.

גלי מילימטר במערכות תקשורת

בהתחשב ברמת הפיתוח הנוכחית של טכנולוגיית מוליכים למחצה ומצב הפיתוח של מעגלים מיקרואלקטרוניים, ישנה הזדמנות אמיתית להשתמש במקלטי משדר ביתיים שונים, כמו גם במערכות אנטנה-גלים לקווי שידור מידע למרחקים קצרים בסביבות עירוניות.

הם יכולים להפוך לרכיבים אמינים של מערכות תקשורת סלולריות עם תחנות בסיס באזורים מסוימים. עם ייצור המוני, העלות של מערכות כאלה על MW עשויה להיות דומה למדי לאלו הקיימות על UHF וגלי מטר.

בנוסף, בתנאים עירוניים הם יפתרו לחלוטין את בעיית האוויר הצפוף וייצרו הזדמנות אמיתית להגדיל את נפח ההודעות המועברות, לפחות בסדר גודל או יותר. אנו מדברים, למשל, על שימוש באותם תדרים להעברת מסרים דרך מה שנקרא מערכות מיקרו-תאיות ופיקו-תאיות באזורים עירוניים ופרבריים. מחקר הראה יתרון חשוב נוסף בשימוש ב-MMV. אין להם השפעה מזיקה על בני אדם בחדרים שבהם מותקנים משדרים, כפי שצוין בעת הפעלת ציוד גלי דצימטר ומטר.

באיור. איור 2 מציג דוגמה לשימוש במערכות תקשורת מיקרו-תאית ופיקו-תאית באזורים עירוניים ופרבריים. תחנת בסיס A מתקשרת באמצעות רשתות מקרו-תאיות B, C, D, D, E, המבטיחות חילופי מידע עם אובייקטי תקשורת ניידים. המיקרו-תאים b ו-c הקיימים בעיר מיועדים לתקשורת עם עצמים נייחים, והמיקרו-תאים 1, 2, 3...9 בבניין התעשייה Z פועלים בקומותיו הבודדות.

גלי מילימטר במערכות תקשורת

התקני משדר מעבדה ותעשייתיים ומצב בסיס האלמנטים מעוררים ביטחון באפשרות של שימוש מעשי ב-MMV במערכות הסלולריות הנחשבות בסביבות עירוניות.

קווי ממסר רדיו חד-פעמיים ב-MMV. לאחרונה, נוצר צורך לארגן קווי תקשורת בעלי תוחלת יחידה אמינים במיוחד המיועדים לשידור של טלפוניה רב-ערוצית, כמו גם לחילופי נתונים בין מחשבים והתקנים היקפיים. למטרות אלו, קווי ממסר רדיו מתחום ה-MMV מתאימים ביותר. יש להם חסינות רעש גבוהה, ממדים ומשקל קטנים, תפוקה גבוהה וצריכת אנרגיה נמוכה. מערכות כאלה כוללות תחנת מקלט משדר דופלקס (TPS), הפועלת בטווח של 42,5...43,5 גיגה-הרץ ומיועדת לארגון קווי ממסר רדיו דיגיטליים חד-פעמיים באורך של עד 5 ק"מ באורך של עד 8,448 ק"מ במהירות שידור מידע של 129 Mbit/s (480) ערוצי טלפון). אפנון תדר עם אינדקס אפנון השווה לאחד נבחר להעברת מידע. מרווח התדרים בין ערוצי הקליטה והמשדר, כמו גם ערך תדר הביניים, הוא XNUMX מגה-הרץ, מה שמאפשר מצד אחד לספק את מידת הבידוד הנדרשת בין הערוצים, ומצד שני להתארגן. התאמת תדר אוטומטית ביחס למתנד המקומי המיוצב של המקלט.

עם הנחתה כוללת של 170 dB על קו רדיו באורך 5 ק"מ, התחנה תתפקד כרגיל אם הרווח של אנטנת מקלט המשדר אינו קטן מ-40 dB, הספק המשדר הוא 30...50 mW, ונתון הרעש של המקלט הוא לא יותר מ-13 dB.

דיאגרמת הבלוק של צוות הוראה כזה מוצג באיור. 3. הוא כולל את היחידות הפונקציונליות הבאות: אנטנה פרבולית שתי מראות 1 בקוטר של 300 מ"מ; פס פס מוליך גל קולט 2 ומשדר 4 מסנני מיקרוגל; מפריד קיטוב 3 (E אופקי ו-H אנכי); מערבלים של ערוץ קליטה 5 וערוץ AFC 6 על דיודות עם מחסום Schottky, הפועלים על ההרמונית הרביעית של המתנד המקומי; מחולל מיקרוגל מבוסס על דיודה Gunn 7 עם כוונון תדר varacore; IF ראשוני על טרנזיסטורי סיליקון דו-קוטביים 8; מחולל מיקרוגל טרנזיסטור 9, מיוצב על ידי מהוד דיאלקטרי; גלאי תדרים של ערוץ AFC 10; מגבר וידאו מאפנן משדר 11 ומודול גלאי תדר 12. מודול זה עשוי על לוח מעגלים מודפס פיברגלס יחיד ומורכב ממגבר ראשי עם בקרת רווח אוטומטי 13, גלאי תדר על מעגלים מנותקים 14 ומגבר וידאו 15. הספק משני אספקה 16 מספקת המרה של מתח DC של +60 V למתחים מיוצבים +12 V, -12 V ו-+5 V, הנחוצים להפעלת היחידות הפונקציונליות של התחנה.

גלי מילימטר במערכות תקשורת

האנטנה הפרבולית, התקני המשדר ומקור הכוח המשני ממוקמים בצורה מבנית במיכל גלילי אטום בקוטר של 300 מ"מ ואורך של 250 מ"מ. מאפייני המשקל והגודל הקטן של PPS מאפשרים ברוב המקרים לנטוש את בניית מבני התורן המיוחדים.

הדוגמאות לעיל לשימוש ב-MMV במערכות תקשורת אינן ממצות את בעיית השימוש המעשי בהן. ללא ספק יש להם עתיד גדול בתחום התקשורת והיישומים בפס רחב, בנקודות קרקעיות לתקשורת עם IS3, ובמערכות תקשורת בין לווייניות ומשולבות, וכן לארגון תקשורת בפס רחב בערים ויישובים, לרבות. קווי העברת מידע פיקו-תאיים.

מחברים: ר' ביסטרוב, דוקטור להנדסה. מדעים, פרופ', א' סוקולוב, דוקטור להנדסה. מדעים, פרופ', מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף תקשורת רדיו אזרחית.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

חומרי נפץ ברדיוס של 100 מטר ימצאו לייזר 14.03.2012

אנשים רוצים להיות במרחק בטוח ממטענים, אבל כדי לזהות חומרי נפץ צריך להתקרב אליהם. מדענים מהאוניברסיטה הטכנולוגית של וינה הצליחו לפתח שיטה חדשה לגילוי כימיקלים בתוך מיכל סגור במרחק של 100 מטר. לשם כך, נעשה שימוש בקרן לייזר, המפוזרת אחרת בכימיקלים מסוימים. בעזרת טכנולוגיה זו תוכלו ללמוד על תכולת המיכל ממרחק רב.

השיטה מבוססת על ספקטרוסקופיה של ראמאן: דגימה מוקרנת בקרן לייזר, וכאשר האור מתפזר על מולקולות הדגימה היא משנה את האנרגיה שלה. לדוגמה, פוטונים יכולים לחשוף את האנרגיה של מולקולה כאשר תנודות מולקולריות מתרגשות. הדבר מוביל לשינוי באורך הגל של האור, המאפשר לזהות מולקולות שונות, כולל חומרי נפץ.

עד כה שיטה זו עבדה רק אם הדגימות היו בסמיכות למקור הלייזר, מכיוון שבין מאות מיליוני הפוטונים, רק מעטים יכלו לספר על ההרכב הכימי של הדגימה. לראשונה, מדענים הצליחו ליצור גלאי שיוכל לבצע משימה זו ממרחק של 100 מ', וזו הצלחה גדולה.
לשם כך, נעשה שימוש בשיטה פשוטה בדרך כלל: ה"טלסקופ" של הגלאי מכוון לנקודה המוקרנת בלייזר ואוסף פוטונים, אך תאורה טפילית ממוזערת, והמספר המרבי של פוטונים הדרושים ממוקם באזור שמתחת לימוד.

שיטה חדשה לבחינת מכולות קבורות וחפצים מרוחקים אחרים לא רק תשפר את אבטחת שדות התעופה, אלא גם תמצא יישום רחב במדע. כך, בעזרת טכנולוגיה זו, ניתן לחקור מרחוק קרחונים, סלעי מאדים, פני אסטרואידים ושביטים, מקומות של שפיכת רעלים וכו'.

עוד חדשות מעניינות:

▪ רובוט אבטחה עם רשת

▪ כוכב מדוייק במיוחד

▪ מפעל האלקטרוניקה הגדול ביותר של סיליקון קרביד

▪ Cherry MC 4900 עכבר טביעת אצבע

▪ מרבס - לא רק לפתן

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר חישובי רדיו חובבים. בחירת מאמרים

▪ מאמר הבל הבלים וכל מיני הבל. ביטוי עממי

▪ מאמר מה ההבדל בין התגובה התת מודע לבכי תינוק אצל גברים ונשים? תשובה מפורטת

▪ מנהל מאמר של הסוכנות. תיאור משרה

▪ מאמר בדיקה חסכונית בארבע רמות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה קווי חשמל עיליים עם מתח מעל 1 קילו וולט. חצייה והתקרבות לקווים עיליים עם צינורות עיליים וקרקעיים, מתקני הובלת נפט וגז ורכבלים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר