Разработана антенна, отсеивающая сигналы помех

Команда исследователей из Университета Твенте (Нидерланды) разработала антенну, которая принимает нужные сигналы и «отбрасывает» помехи. Это позволяет избавиться от сбоев, когда несколько устройств одновременно в одном месте передают сигнал на одной и той же частоте.

Нехватка доступных частот для передачи уже становится проблемой, которая будет усугубляться по мере дальнейшего заполнения частотного спектра. Это приводит к тому, что многие устройства излучают на одной и той же частоте, вызывая коллизии и задержки при передаче информации.

Брам Наута, профессор Университета Твенте, отмечает: «В наших домах как правило используется одна частота для взаимодействия ноутбука, маршрутизатора и телефона. В обозримом будущем дома будут наводнены бесчисленным множеством устройств, работающих беспроводным способом на определённых частотах. К примеру, кофеварка будет «знать», когда вы направляетесь домой, и начнёт приготавливать кофе. Для беспроводного взаимодействия кофеварки с сетью необходима какая-то частота. Это справедливо для любой бытовой техники. Мы разработали антенну, которая станет решением в условиях нехватки частот».

Руководитель разработки, Мичил Суер, при помощи 65-нм CMOS техпроцесса создал прототип чипа с технологией формирования диаграммы направленности. В технологии задействованы 4 приёмника (вместо одного), принимающих сигнал с одинаковой задержкой. Приёмники также получают сигнал источников помех, но уже с другой задержкой. Впоследствии полезный сигнал доводится до максимальной амплитуды, а сигналы помех «обрасываются». Для компенсации различного времени прихода сигнала передатчика и сигнала источника помех чип производит адаптивное смягчение.

Испытательный макет состоит из формирующего диаграмму направленности чипа, расположенного на печатной плате с 4 входами для антенн, составляющих решётку, а также передатчика полезного сигнала и источника помех.

Брам Наута объясняет: «Коллизии сигналов, приводящие к сбоям, учитываются в данной схеме за счёт цепей чипа, обрабатывающих принимаемые данные математически. Данную систему можно сравнить с дорожным трафиком. Автомобили представляют небольшие пакеты данных. На сегодняшний день трафик регулируется светофорами – автомобили уступают друг другу дорогу. Антенна, созданная Мичилом, заменяет светофоры виадуками. Автомобили могут перемещаться, не создавая пробок и не вынуждая одних ждать других. Такой подход заставит сети работать быстрее».

В принципе, антенна уже готова к использованию. На рынок решение поступит в ближайшие два года. Антенна может использоваться в схемах ноутбуков, планшетов и маршрутизаторов. В будущем станет возможным использование компонента и в других устройствах, например, мобильных телефонах.