സംയോജിത ആൻ്റിനകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പിനേഷനുകൾ ഉള്ളത് എന്തുകൊണ്ട്?

പത്ത് വർഷം മുമ്പ്, സ്‌മാർട്ട്‌ഫോണുകൾ സാധാരണയായി നാല് GSM ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കുറച്ച് മാനദണ്ഡങ്ങളെ മാത്രമേ പിന്തുണച്ചിരുന്നുള്ളൂ, ഒരുപക്ഷേ കുറച്ച് WCDMA അല്ലെങ്കിൽ CDMA2000 മാനദണ്ഡങ്ങൾ. തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ വളരെ കുറച്ച് ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകൾ ഉള്ളതിനാൽ, 850/900/1800/1900 മെഗാഹെർട്‌സ് ബാൻഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന "ക്വാഡ്-ബാൻഡ്" GSM ഫോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ആഗോള ഏകീകൃതത കൈവരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു (നന്നായി, ഏറെക്കുറെ).
ഇത് യാത്രക്കാർക്ക് ഒരു വലിയ നേട്ടമാണ്, കൂടാതെ ഉപകരണ നിർമ്മാതാക്കൾക്ക് വലിയ സാമ്പത്തിക സ്കെയിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അവർ ആഗോള വിപണിയിൽ കുറച്ച് മോഡലുകൾ (അല്ലെങ്കിൽ ഒന്ന് മാത്രം) മാത്രം പുറത്തിറക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഇന്ന് വരെ അതിവേഗം മുന്നോട്ട്, GSM ആഗോള റോമിംഗ് പ്രദാനം ചെയ്യുന്ന ഒരേയൊരു വയർലെസ് ആക്സസ് സാങ്കേതികവിദ്യയായി തുടരുന്നു. വഴിയിൽ, നിങ്ങൾക്കറിയില്ലെങ്കിൽ, GSM ക്രമേണ നിർത്തലാക്കുന്നു.
പേരിന് യോഗ്യമായ ഏതൊരു സ്മാർട്ട്‌ഫോണും ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, ട്രാൻസ്മിറ്റ് പവർ, റിസീവർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി, മറ്റ് നിരവധി പാരാമീറ്ററുകൾ എന്നിവയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ വ്യത്യസ്ത RF ഇൻ്റർഫേസ് ആവശ്യകതകളോടെ 4G, 3G, 2G ആക്‌സസ്സ് പിന്തുണയ്ക്കണം.
കൂടാതെ, ആഗോള സ്പെക്‌ട്രത്തിൻ്റെ വിഘടിത ലഭ്യത കാരണം, 4G മാനദണ്ഡങ്ങൾ ധാരാളം ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അതിനാൽ ഓപ്പറേറ്റർമാർക്ക് ഏത് പ്രദേശത്തും ലഭ്യമായ ഏത് ഫ്രീക്വൻസിയിലും അവ ഉപയോഗിക്കാനാകും - നിലവിൽ ആകെ 50 ബാൻഡുകൾ, LTE1 സ്റ്റാൻഡേർഡുകളുടെ കാര്യത്തിലെന്നപോലെ. ഒരു യഥാർത്ഥ "ലോക ഫോൺ" ഈ പരിതസ്ഥിതികളിലെല്ലാം പ്രവർത്തിക്കണം.
ഏതൊരു സെല്ലുലാർ റേഡിയോയും പരിഹരിക്കേണ്ട പ്രധാന പ്രശ്നം "ഡ്യുപ്ലെക്സ് ആശയവിനിമയം" ആണ്. നമ്മൾ സംസാരിക്കുമ്പോൾ ഒരേ സമയം കേൾക്കുന്നു. ആദ്യകാല റേഡിയോ സംവിധാനങ്ങൾ പുഷ്-ടു-ടോക്ക് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു (ചിലത് ഇപ്പോഴും അങ്ങനെയാണ്), എന്നാൽ നമ്മൾ ഫോണിൽ സംസാരിക്കുമ്പോൾ, മറ്റേയാൾ നമ്മെ തടസ്സപ്പെടുത്തുമെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ആദ്യ തലമുറ (അനലോഗ്) സെല്ലുലാർ ഉപകരണങ്ങൾ "ഡ്യൂപ്ലെക്സ് ഫിൽട്ടറുകൾ" (അല്ലെങ്കിൽ ഡ്യുപ്ലെക്‌സറുകൾ) ഉപയോഗിച്ച് ഡൗൺലിങ്ക് സ്വീകരിക്കാൻ "സ്തംഭിക്കാതെ" അപ്‌ലിങ്ക് മറ്റൊരു ഫ്രീക്വൻസിയിൽ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്തു.
ഈ ഫിൽട്ടറുകൾ ചെറുതും വിലകുറഞ്ഞതുമാക്കുന്നത് ആദ്യകാല ഫോൺ നിർമ്മാതാക്കൾക്ക് വലിയ വെല്ലുവിളിയായിരുന്നു. GSM അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ, ട്രാൻസീവറുകൾക്ക് "ഹാഫ് ഡ്യൂപ്ലെക്സ് മോഡിൽ" പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിലാണ് പ്രോട്ടോക്കോൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തത്.
ഡ്യുപ്ലെക്‌സറുകളെ ഇല്ലാതാക്കുന്നതിനുള്ള വളരെ സമർത്ഥമായ മാർഗമായിരുന്നു ഇത്, വ്യവസായത്തിൽ ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിവുള്ള (ഒപ്പം ആളുകൾ ഈ പ്രക്രിയയിൽ ആശയവിനിമയം നടത്തുന്ന രീതിയിലും മാറ്റം വരുത്താൻ) കഴിവുള്ള, കുറഞ്ഞ ചിലവുള്ള, മുഖ്യധാരാ സാങ്കേതികവിദ്യയായി ജിഎസ്എമ്മിനെ സഹായിക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന ഘടകമായിരുന്നു.
ആൻഡ്രോയിഡ് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഉപജ്ഞാതാവായ ആൻഡി റൂബിൻ്റെ എസൻഷ്യൽ ഫോണിൽ ബ്ലൂടൂത്ത് 5.0LE, വിവിധ ജിഎസ്എം/എൽടിഇ, ടൈറ്റാനിയം ഫ്രെയിമിൽ മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന വൈഫൈ ആൻ്റിന എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഏറ്റവും പുതിയ കണക്റ്റിവിറ്റി ഫീച്ചറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.
നിർഭാഗ്യവശാൽ, സാങ്കേതിക പ്രശ്‌നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് പഠിച്ച പാഠങ്ങൾ 3G-യുടെ ആദ്യ നാളുകളിലെ സാങ്കേതിക-രാഷ്ട്രീയ യുദ്ധങ്ങളിൽ പെട്ടെന്ന് മറന്നുപോയി, നിലവിൽ പ്രബലമായ ഫ്രീക്വൻസി ഡിവിഷൻ ഡ്യുപ്ലെക്‌സിംഗിന് (FDD) അത് പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഓരോ FDD ബാൻഡിനും ഒരു ഡ്യൂപ്ലെക്‌സർ ആവശ്യമാണ്. LTE ബൂം ഉയർന്നുവരുന്ന ചെലവ് ഘടകങ്ങളുമായി വരുന്നു എന്നതിൽ സംശയമില്ല.
ചില ബാൻഡുകൾക്ക് ടൈം ഡിവിഷൻ ഡ്യുപ്ലെക്‌സ് അല്ലെങ്കിൽ ടിഡിഡി (റേഡിയോ പ്രക്ഷേപണത്തിനും സ്വീകരിക്കുന്നതിനും ഇടയിൽ വേഗത്തിൽ മാറുന്നിടത്ത്) ഉപയോഗിക്കാമെങ്കിലും, ഈ ബാൻഡുകളിൽ കുറച്ച് മാത്രമേ നിലവിലുള്ളൂ. മിക്ക ഓപ്പറേറ്റർമാരും (പ്രധാനമായും ഏഷ്യൻ ഒഴികെയുള്ളവ) FDD ശ്രേണിയാണ് ഇഷ്ടപ്പെടുന്നത്, അതിൽ 30-ൽ കൂടുതൽ ഉണ്ട്.
TDD, FDD സ്പെക്ട്രം എന്നിവയുടെ പാരമ്പര്യം, യഥാർത്ഥ ആഗോള ബാൻഡുകളെ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നതിനുള്ള ബുദ്ധിമുട്ട്, കൂടുതൽ ബാൻഡുകളുള്ള 5G യുടെ വരവ് എന്നിവ ഡ്യൂപ്ലെക്സ് പ്രശ്നത്തെ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാക്കുന്നു. പുതിയ ഫിൽട്ടർ അധിഷ്‌ഠിത ഡിസൈനുകളും സ്വയം ഇടപെടൽ ഇല്ലാതാക്കാനുള്ള കഴിവും അന്വേഷണ വിധേയമായ വാഗ്ദാന രീതികളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
രണ്ടാമത്തേത് "ശകലമില്ലാത്ത" ഡ്യുപ്ലെക്സിൻ്റെ (അല്ലെങ്കിൽ "ഇൻ-ബാൻഡ് ഫുൾ ഡ്യൂപ്ലെക്സ്") ഒരു പരിധിവരെ വാഗ്ദാനമായ സാധ്യതയും കൊണ്ടുവരുന്നു. 5G മൊബൈൽ ആശയവിനിമയങ്ങളുടെ ഭാവിയിൽ, FDD, TDD എന്നിവ മാത്രമല്ല, ഈ പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫ്ലെക്സിബിൾ ഡ്യുപ്ലെക്സും ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കേണ്ടി വന്നേക്കാം.
ഡെൻമാർക്കിലെ ആൽബോർഗ് സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകർ ഒരു "സ്മാർട്ട് ആൻ്റിന ഫ്രണ്ട് എൻഡ്" (സേഫ്) 2-3 ആർക്കിടെക്ചർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, അത് (പേജ് 18 ലെ ചിത്രം കാണുക) പ്രക്ഷേപണത്തിനും സ്വീകരണത്തിനുമായി പ്രത്യേക ആൻ്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ഈ ആൻ്റിനകൾ കസ്റ്റമൈസ് ചെയ്യാവുന്നവയുമായി (കുറഞ്ഞ പ്രകടനം) സംയോജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ആവശ്യമുള്ള ട്രാൻസ്മിഷനും റിസപ്ഷൻ ഐസൊലേഷനും നേടാൻ ഫിൽട്ടറിംഗ്.
പ്രകടനം ശ്രദ്ധേയമാണെങ്കിലും, രണ്ട് ആൻ്റിനകളുടെ ആവശ്യകത ഒരു വലിയ പോരായ്മയാണ്. ഫോണുകൾ കനം കുറഞ്ഞതും മിനുസമാർന്നതും ആയതിനാൽ, ആൻ്റിനകൾക്ക് ലഭ്യമായ ഇടം ചെറുതും വലുതുമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.
മൊബൈൽ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് സ്പേഷ്യൽ മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗിനായി (MIMO) ഒന്നിലധികം ആൻ്റിനകൾ ആവശ്യമാണ്. സേഫ് ആർക്കിടെക്ചറും 2×2 MIMO പിന്തുണയുമുള്ള മൊബൈൽ ഫോണുകൾക്ക് നാല് ആൻ്റിനകൾ മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ. കൂടാതെ, ഈ ഫിൽട്ടറുകളുടെയും ആൻ്റിനകളുടെയും ട്യൂണിംഗ് ശ്രേണി പരിമിതമാണ്.
അതിനാൽ, കൂടുതൽ ആൻ്റിനകളും കൂടുതൽ ആൻ്റിന ട്യൂണറുകളും കൂടുതൽ ഫിൽട്ടറുകളും ആവശ്യമായ എല്ലാ LTE ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകളും (450 MHz മുതൽ 3600 MHz വരെ) കവർ ചെയ്യുന്നതിനായി ആഗോള മൊബൈൽ ഫോണുകൾ ഈ ഇൻ്റർഫേസ് ആർക്കിടെക്ചർ ആവർത്തിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഘടകങ്ങളുടെ തനിപ്പകർപ്പ് കാരണം മൾട്ടി-ബാൻഡ് പ്രവർത്തനം.
ഒരു ടാബ്‌ലെറ്റിലോ ലാപ്‌ടോപ്പിലോ കൂടുതൽ ആൻ്റിനകൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ സ്‌മാർട്ട്‌ഫോണുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നതിന് ഇഷ്‌ടാനുസൃതമാക്കൽ കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ മിനിയേച്ചറൈസേഷനിൽ കൂടുതൽ പുരോഗതികൾ ആവശ്യമാണ്.
വയർലൈൻ ടെലിഫോണി17 ൻ്റെ ആദ്യകാലം മുതൽ ഇലക്ട്രിക്കലി ബാലൻസ്ഡ് ഡ്യുപ്ലെക്സ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഒരു ടെലിഫോൺ സിസ്റ്റത്തിൽ, മൈക്രോഫോണും ഇയർപീസും ടെലിഫോൺ ലൈനുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കണം, പക്ഷേ ഉപയോക്താവിൻ്റെ സ്വന്തം ശബ്ദം ദുർബലമായ ഇൻകമിംഗ് ഓഡിയോ സിഗ്നലിനെ ബധിരരാക്കാതിരിക്കാൻ പരസ്പരം ഒറ്റപ്പെടുത്തണം. ഇലക്ട്രോണിക് ഫോണുകളുടെ വരവിന് മുമ്പ് ഹൈബ്രിഡ് ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത് നേടിയത്.
ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ഡ്യുപ്ലെക്സ് സർക്യൂട്ട് ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിൻ്റെ ഇംപെഡൻസുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിന് അതേ മൂല്യമുള്ള ഒരു റെസിസ്റ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിനാൽ മൈക്രോഫോണിൽ നിന്നുള്ള കറൻ്റ് ട്രാൻസ്‌ഫോർമറിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ വിഭജിച്ച് പ്രൈമറി കോയിലിലൂടെ എതിർദിശയിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു. കാന്തിക പ്രവാഹങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി റദ്ദാക്കപ്പെടുകയും ദ്വിതീയ കോയിലിൽ വൈദ്യുത പ്രവാഹം ഉണ്ടാകാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിനാൽ ദ്വിതീയ കോയിൽ മൈക്രോഫോണിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, മൈക്രോഫോണിൽ നിന്നുള്ള സിഗ്നൽ ഇപ്പോഴും ഫോൺ ലൈനിലേക്ക് പോകുന്നു (കുറച്ച് നഷ്‌ടമുണ്ടെങ്കിലും), ഫോൺ ലൈനിലെ ഇൻകമിംഗ് സിഗ്നൽ ഇപ്പോഴും സ്പീക്കറിലേക്ക് പോകുന്നു (ചില നഷ്‌ടത്തോടെ), ഒരേ ഫോൺ ലൈനിൽ ടു-വേ ആശയവിനിമയം അനുവദിക്കുന്നു . . മെറ്റൽ വയർ.
ഒരു റേഡിയോ ബാലൻസ്ഡ് ഡ്യുപ്ലെക്‌സർ ഒരു ടെലിഫോൺ ഡ്യുപ്ലെക്‌സറിന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ മൈക്രോഫോൺ, ഹാൻഡ്‌സെറ്റ്, ടെലിഫോൺ വയർ എന്നിവയ്‌ക്ക് പകരം, ചിത്രം ബിയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ യഥാക്രമം ഒരു ട്രാൻസ്മിറ്റർ, റിസീവർ, ആൻ്റിന എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
റിസീവറിൽ നിന്ന് ട്രാൻസ്മിറ്ററിനെ വേർതിരിക്കുന്നതിനുള്ള മൂന്നാമത്തെ മാർഗം സ്വയം ഇടപെടൽ (എസ്ഐ) ഇല്ലാതാക്കുക എന്നതാണ്, അതുവഴി ലഭിച്ച സിഗ്നലിൽ നിന്ന് ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്ത സിഗ്നൽ കുറയ്ക്കുക. പതിറ്റാണ്ടുകളായി റഡാറിലും പ്രക്ഷേപണത്തിലും ജാമിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഉദാഹരണത്തിന്, 1980-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ, ഹാഫ്-ഡ്യൂപ്ലെക്‌സ് അനലോഗ് എഫ്എം മിലിട്ടറി കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ 4-5 ശ്രേണി വിപുലീകരിക്കുന്നതിനായി പ്ലെസി "ഗ്രൗണ്ട്സാറ്റ്" എന്ന എസ്ഐ നഷ്ടപരിഹാരം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉൽപ്പന്നം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
സിസ്റ്റം ഒരു ഫുൾ-ഡ്യുപ്ലെക്സ് സിംഗിൾ-ചാനൽ റിപ്പീറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് വർക്ക് ഏരിയയിലുടനീളം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഹാഫ്-ഡ്യൂപ്ലെക്സ് റേഡിയോകളുടെ ഫലപ്രദമായ ശ്രേണി വിപുലീകരിക്കുന്നു.
സ്വയം ഇടപെടൽ അടിച്ചമർത്തലിൽ അടുത്തിടെ താൽപ്പര്യമുണ്ട്, പ്രധാനമായും ഹ്രസ്വ-ദൂര ആശയവിനിമയങ്ങളിലേക്കുള്ള (സെല്ലുലാർ, വൈ-ഫൈ) പ്രവണത കാരണം, കുറഞ്ഞ ട്രാൻസ്മിറ്റ് പവറും ഉപഭോക്തൃ ഉപയോഗത്തിനുള്ള ഉയർന്ന പവർ റിസപ്ഷനും കാരണം SI അടിച്ചമർത്തലിൻ്റെ പ്രശ്നം കൂടുതൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാവുന്നതാക്കുന്നു. . വയർലെസ് ആക്സസും ബാക്ക്ഹോൾ ആപ്ലിക്കേഷനുകളും 6-8.
ആപ്പിളിൻ്റെ ഐഫോണിന് (ക്വൽകോമിൻ്റെ സഹായത്തോടെ) ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും മികച്ച വയർലെസ്, എൽടിഇ കഴിവുകൾ ഉണ്ട്, ഒരൊറ്റ ചിപ്പിൽ 16 എൽടിഇ ബാൻഡുകളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം GSM, CDMA വിപണികൾ ഉൾക്കൊള്ളാൻ രണ്ട് SKU-കൾ മാത്രമേ നിർമ്മിക്കേണ്ടതുള്ളൂ എന്നാണ്.
ഇടപെടൽ പങ്കിടൽ ഇല്ലാത്ത ഡ്യൂപ്ലെക്‌സ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ഒരേ സ്പെക്‌ട്രം ഉറവിടങ്ങൾ പങ്കിടാൻ അപ്‌ലിങ്കിനെയും ഡൗൺലിങ്കിനെയും അനുവദിച്ചുകൊണ്ട് സ്വയം-ഇടപെടൽ സപ്രഷൻ സ്പെക്‌ട്രം കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തും9,10. FDD-യ്‌ക്കായി ഇഷ്‌ടാനുസൃത ഡ്യുപ്ലെക്‌സറുകൾ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിന് സ്വയം-ഇടപെടൽ സപ്രഷൻ ടെക്‌നിക്കുകളും ഉപയോഗിക്കാം.
റദ്ദാക്കൽ തന്നെ സാധാരണയായി നിരവധി ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ആൻ്റിനയ്ക്കും ട്രാൻസ്‌സിവറിനുമിടയിലുള്ള ദിശാസൂചന ശൃംഖല കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നതും സ്വീകരിച്ചതുമായ സിഗ്നലുകൾ തമ്മിലുള്ള വേർതിരിവിൻ്റെ ആദ്യ തലം നൽകുന്നു. രണ്ടാമതായി, ലഭിച്ച സിഗ്നലിൽ ശേഷിക്കുന്ന ആന്തരിക ശബ്ദങ്ങൾ ഇല്ലാതാക്കാൻ അധിക അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ ഒരു പ്രത്യേക ആൻ്റിന (സേഫ് ലെ പോലെ), ഒരു ഹൈബ്രിഡ് ട്രാൻസ്ഫോർമർ (ചുവടെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നത്) ഉപയോഗിക്കാം;
വേർപെടുത്തിയ ആൻ്റിനകളുടെ പ്രശ്നം ഇതിനകം വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ക്രിസ്റ്റലിൽ ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ സർക്കുലേറ്ററുകൾ സാധാരണയായി നാരോബാൻഡ് ആണ്. ഈ ഹൈബ്രിഡ് സാങ്കേതികവിദ്യ, അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്‌ട്രിക്കലി ബാലൻസ്‌ഡ് ഐസൊലേഷൻ (ഇബിഐ), ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ് ചെയ്യാനും ഒരു ചിപ്പിൽ സംയോജിപ്പിക്കാനും കഴിയുന്ന ഒരു വാഗ്ദാന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്.
ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സ്മാർട്ട് ആൻ്റിന ഫ്രണ്ട് എൻഡ് ഡിസൈൻ രണ്ട് നാരോബാൻഡ് ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ആൻ്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഒന്ന് ട്രാൻസ്മിറ്റിനും ഒന്ന് സ്വീകരിക്കുന്നതിനും, കൂടാതെ ഒരു ജോടി കുറഞ്ഞ പ്രകടനമുള്ളതും എന്നാൽ ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്നതുമായ ഡ്യുപ്ലെക്സ് ഫിൽട്ടറുകൾ. വ്യക്തിഗത ആൻ്റിനകൾ അവയ്ക്കിടയിലുള്ള പ്രചരണ നഷ്ടത്തിൻ്റെ ചിലവിൽ ചില നിഷ്ക്രിയമായ ഒറ്റപ്പെടലുകൾ മാത്രമല്ല, പരിമിതമായ (എന്നാൽ ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന) തൽക്ഷണ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും ഉണ്ട്.
ട്രാൻസ്മിറ്റ് ആൻ്റണ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ മാത്രമേ ഫലപ്രദമായി പ്രവർത്തിക്കൂ, സ്വീകരിക്കുന്ന ആൻ്റിന റിസീവ് ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡിൽ മാത്രമേ ഫലപ്രദമായി പ്രവർത്തിക്കൂ. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആൻ്റിന തന്നെ ഒരു ഫിൽട്ടറായും പ്രവർത്തിക്കുന്നു: ബാൻഡിന് പുറത്തുള്ള Tx ഉദ്‌വമനം ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് ആൻ്റിനയാൽ ലഘൂകരിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ Tx ബാൻഡിലെ സ്വയം ഇടപെടൽ സ്വീകരിക്കുന്ന ആൻ്റിനയാൽ ദുർബലമാകുന്നു.
അതിനാൽ, വാസ്തുവിദ്യയ്ക്ക് ആൻ്റിന ട്യൂണബിൾ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് ഒരു ആൻ്റിന ട്യൂണിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപയോഗിച്ചാണ് നേടുന്നത്. ഒരു ആൻ്റിന ട്യൂണിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കിൽ ഒഴിവാക്കാനാവാത്ത ചില ഇൻസെർഷൻ നഷ്ടമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, MEMS18 ട്യൂണബിൾ കപ്പാസിറ്ററുകളിലെ സമീപകാല മുന്നേറ്റങ്ങൾ ഈ ഉപകരണങ്ങളുടെ ഗുണനിലവാരം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തി, അതുവഴി നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നു. Rx ഉൾപ്പെടുത്തൽ നഷ്ടം ഏകദേശം 3 dB ആണ്, ഇത് SAW ഡ്യുപ്ലെക്‌സറിൻ്റെയും സ്വിച്ചിൻ്റെയും മൊത്തം നഷ്ടവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്.
ആൻ്റിനയിൽ നിന്ന് 25 ഡിബി ഐസൊലേഷനും ഫിൽട്ടറിൽ നിന്ന് 25 ഡിബി ഐസൊലേഷനും നേടുന്നതിന് എംഇഎം 3 ട്യൂണബിൾ കപ്പാസിറ്ററുകൾ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ട്യൂണബിൾ ഫിൽട്ടർ ഉപയോഗിച്ച് ആൻ്റിന അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഐസൊലേഷൻ പൂർത്തിയാക്കുന്നു. ഇത് നേടാൻ കഴിയുമെന്ന് പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.
അക്കാഡമിയയിലെയും വ്യവസായത്തിലെയും നിരവധി ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പുകൾ ഡ്യൂപ്ലെക്സ് പ്രിൻ്റിംഗിനായി സങ്കരയിനങ്ങളുടെ ഉപയോഗം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു11–16. ഒരൊറ്റ ആൻ്റിനയിൽ നിന്ന് ഒരേസമയം സംപ്രേഷണവും സ്വീകരണവും അനുവദിച്ചുകൊണ്ട് ഈ സ്കീമുകൾ SI-യെ നിഷ്ക്രിയമായി ഇല്ലാതാക്കുന്നു, എന്നാൽ ട്രാൻസ്മിറ്ററും റിസീവറും വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു. അവ ബ്രോഡ്‌ബാൻഡ് സ്വഭാവമുള്ളതും ഓൺ-ചിപ്പിൽ നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയുന്നതുമാണ്, ഇത് മൊബൈൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഫ്രീക്വൻസി ഡ്യുപ്ലെക്‌സിംഗിനുള്ള ആകർഷകമായ ഓപ്ഷനാക്കി മാറ്റുന്നു.
സെല്ലുലാർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഇൻസെർഷൻ ലോസ്, നോയ്‌സ് ഫിഗർ, റിസീവർ ലീനിയാരിറ്റി, ബ്ലോക്ക് സപ്രഷൻ സവിശേഷതകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് സിഎംഒഎസിൽ (കോംപ്ലിമെൻ്ററി മെറ്റൽ ഓക്‌സൈഡ് അർദ്ധചാലകത്തിൽ) നിന്ന് ഇബിഐ ഉപയോഗിക്കുന്ന എഫ്‌ഡിഡി ട്രാൻസ്‌സിവറുകൾ നിർമ്മിക്കാമെന്ന് സമീപകാല മുന്നേറ്റങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അക്കാദമിക്, ശാസ്ത്ര സാഹിത്യത്തിലെ നിരവധി ഉദാഹരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് പോലെ, ഡ്യൂപ്ലെക്സ് ഒറ്റപ്പെടലിനെ ബാധിക്കുന്ന ഒരു അടിസ്ഥാന പരിമിതിയുണ്ട്.
ഒരു റേഡിയോ ആൻ്റിനയുടെ ഇംപെഡൻസ് നിശ്ചയിച്ചിട്ടില്ല, എന്നാൽ പ്രവർത്തന ആവൃത്തിയിലും (ആൻ്റിന അനുരണനം കാരണം) സമയത്തിലും (മാറുന്ന പരിസ്ഥിതിയുമായുള്ള ഇടപെടൽ കാരണം) വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഇതിനർത്ഥം ബാലൻസിംഗ് ഇംപെഡൻസ് ട്രാക്ക് ഇംപെഡൻസ് മാറ്റങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടണം, കൂടാതെ ഫ്രീക്വൻസി ഡൊമെയ്‌നിലെ മാറ്റങ്ങൾ കാരണം ഡീകോപ്ലിംഗ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പരിമിതമാണ് (ചിത്രം 1 കാണുക).
ബ്രിസ്റ്റോൾ സർവ്വകലാശാലയിലെ ഞങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം, ഈ പ്രകടന പരിമിതികൾ അന്വേഷിക്കുന്നതിലും പരിഹരിക്കുന്നതിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, ആവശ്യമായ അയയ്‌ക്കൽ/സ്വീകരിക്കൽ ഐസൊലേഷനും ത്രൂപുട്ടും യഥാർത്ഥ ലോക ഉപയോഗ കേസുകളിൽ കൈവരിക്കാനാകുമെന്ന് തെളിയിക്കുന്നു.
ആൻ്റിന ഇംപെഡൻസ് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ മറികടക്കാൻ (ഇത് ഒറ്റപ്പെടലിനെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നു), ഞങ്ങളുടെ അഡാപ്റ്റീവ് അൽഗോരിതം ആൻ്റിന ഇംപെഡൻസ് തത്സമയം ട്രാക്കുചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഉപയോക്തൃ ഇടപെടലും ഹൈ-സ്പീഡ് റോഡും റെയിലും ഉൾപ്പെടെ വിവിധ ചലനാത്മക പരിതസ്ഥിതികളിൽ പ്രകടനം നിലനിർത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ടെസ്റ്റിംഗ് കാണിക്കുന്നു. യാത്ര.
കൂടാതെ, ഫ്രീക്വൻസി ഡൊമെയ്‌നിലെ പരിമിതമായ ആൻ്റിന പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിനെ മറികടക്കാൻ, അതുവഴി ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തും മൊത്തത്തിലുള്ള ഒറ്റപ്പെടലും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ ഒരു വൈദ്യുത സന്തുലിത ഡ്യുപ്ലെക്‌സറിനെ അധിക സജീവ SI സപ്രഷനുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നു, രണ്ടാമത്തെ ട്രാൻസ്മിറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സ്വയം ഇടപെടലിനെ കൂടുതൽ അടിച്ചമർത്താൻ ഒരു സപ്രഷൻ സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. (ചിത്രം 2 കാണുക).
ഞങ്ങളുടെ ടെസ്റ്റ്‌ബെഡിൽ നിന്നുള്ള ഫലങ്ങൾ പ്രോത്സാഹജനകമാണ്: EBD-യുമായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സജീവ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് പ്രക്ഷേപണം മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഒറ്റപ്പെടൽ സ്വീകരിക്കാനും കഴിയും.
ഞങ്ങളുടെ അന്തിമ ലബോറട്ടറി സജ്ജീകരണം കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള മൊബൈൽ ഉപകരണ ഘടകങ്ങൾ (സെൽ ഫോൺ പവർ ആംപ്ലിഫയറുകളും ആൻ്റിനകളും) ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് മൊബൈൽ ഫോൺ നിർവ്വഹണങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. മാത്രമല്ല, ഈ തരത്തിലുള്ള രണ്ട്-ഘട്ട സെൽഫ്-ഇടപെടൽ നിരസിക്കലിന്, കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള, വാണിജ്യ-ഗ്രേഡ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ പോലും, അപ്‌ലിങ്ക്, ഡൗൺലിങ്ക് ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകളിൽ ആവശ്യമായ ഡ്യൂപ്ലെക്സ് ഐസൊലേഷൻ നൽകാൻ കഴിയുമെന്ന് ഞങ്ങളുടെ അളവുകൾ കാണിക്കുന്നു.
ഒരു സെല്ലുലാർ ഉപകരണത്തിന് അതിൻ്റെ പരമാവധി ശ്രേണിയിൽ ലഭിക്കുന്ന സിഗ്നൽ ശക്തി അത് കൈമാറുന്ന സിഗ്നൽ ശക്തിയേക്കാൾ 12 ഓർഡറുകൾ കുറവായിരിക്കണം. ടൈം ഡിവിഷൻ ഡ്യുപ്ലെക്സിൽ (ടിഡിഡി), ഡ്യുപ്ലെക്സ് സർക്യൂട്ട് ആൻ്റിനയെ ട്രാൻസ്മിറ്ററിലേക്കോ റിസീവറിലേക്കോ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സ്വിച്ചാണ്, അതിനാൽ ടിഡിഡിയിലെ ഡ്യുപ്ലെക്സർ ഒരു ലളിതമായ സ്വിച്ചാണ്. FDD-യിൽ, ട്രാൻസ്മിറ്ററും റിസീവറും ഒരേസമയം പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ട്രാൻസ്മിറ്ററിൻ്റെ ശക്തമായ സിഗ്നലിൽ നിന്ന് റിസീവറിനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ഡ്യുപ്ലെക്‌സർ ഫിൽട്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സെല്ലുലാർ FDD ഫ്രണ്ട് എൻഡിലെ ഡ്യുപ്ലെക്‌സർ, Tx സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് റിസീവർ ഓവർലോഡ് ചെയ്യുന്നത് തടയാൻ അപ്‌ലിങ്ക് ബാൻഡിൽ >~50 dB ഐസൊലേഷനും ബാൻഡിന് പുറത്തുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ തടയാൻ ഡൗൺലിങ്ക് ബാൻഡിൽ >~50 dB ഐസൊലേഷനും നൽകുന്നു. റിസീവർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി കുറച്ചു. Rx ബാൻഡിൽ, ട്രാൻസ്മിറ്റ്, റിസീവ് പാഥുകളിലെ നഷ്ടം വളരെ കുറവാണ്.
ഈ കുറഞ്ഞ-നഷ്ടവും ഉയർന്ന-ഐസൊലേഷൻ ആവശ്യകതകളും, ആവൃത്തികൾ കുറച്ച് ശതമാനം കൊണ്ട് വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു, ഉയർന്ന-ക്യു ഫിൽട്ടറിംഗ് ആവശ്യമാണ്, ഇത് ഇതുവരെ ഉപരിതല ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ (SAW) അല്ലെങ്കിൽ ബോഡി അക്കോസ്റ്റിക് വേവ് (BAW) ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് മാത്രമേ നേടാനാകൂ.
സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിച്ചുകൊണ്ടേയിരിക്കുമ്പോൾ, വളരെയധികം ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമായതിനാൽ, മൾട്ടി-ബാൻഡ് ഓപ്പറേഷൻ എന്നത് ചിത്രം എയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഓരോ ബാൻഡിനും പ്രത്യേക ഓഫ്-ചിപ്പ് ഡ്യൂപ്ലെക്സ് ഫിൽട്ടർ എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്. എല്ലാ സ്വിച്ചുകളും റൂട്ടറുകളും ഇതോടൊപ്പം അധിക പ്രവർത്തനക്ഷമത നൽകുന്നു. പ്രകടന പെനാൽറ്റികളും ട്രേഡ് ഓഫുകളും.
നിലവിലെ സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള താങ്ങാനാവുന്ന ആഗോള ഫോണുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന റേഡിയോ ആർക്കിടെക്ചർ വളരെ വലുതും നഷ്ടവും ചെലവേറിയതുമായിരിക്കും. വിവിധ പ്രദേശങ്ങളിൽ ആവശ്യമായ ബാൻഡുകളുടെ വ്യത്യസ്ത കോമ്പിനേഷനുകൾക്കായി നിർമ്മാതാക്കൾ ഒന്നിലധികം ഉൽപ്പന്ന വേരിയൻ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് അൺലിമിറ്റഡ് ഗ്ലോബൽ എൽടിഇ റോമിംഗ് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു. ജിഎസ്എമ്മിൻ്റെ ആധിപത്യത്തിലേക്ക് നയിച്ച സ്കെയിൽ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ കൈവരിക്കാൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.
ഉയർന്ന ഡാറ്റാ വേഗതയുള്ള മൊബൈൽ സേവനങ്ങൾക്കുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഡിമാൻഡ് 50 ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകളിലുടനീളം 4G മൊബൈൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ വിന്യാസത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, 5G പൂർണ്ണമായി നിർവചിക്കപ്പെട്ടതും വ്യാപകമായി വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നതുമായതിനാൽ ഇനിയും കൂടുതൽ ബാൻഡുകൾ വരാനിരിക്കുന്നു. RF ഇൻ്റർഫേസിൻ്റെ സങ്കീർണ്ണത കാരണം, നിലവിലുള്ള ഫിൽട്ടർ അധിഷ്‌ഠിത സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരൊറ്റ ഉപകരണത്തിൽ ഇവയെല്ലാം ഉൾക്കൊള്ളാൻ സാധ്യമല്ല, അതിനാൽ ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാവുന്നതും പുനഃക്രമീകരിക്കാവുന്നതുമായ RF സർക്യൂട്ടുകൾ ആവശ്യമാണ്.
ഡ്യൂപ്ലെക്‌സ് പ്രശ്‌നം പരിഹരിക്കുന്നതിന് ഒരു പുതിയ സമീപനം ആവശ്യമാണ്, ഒരുപക്ഷേ ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ഫിൽട്ടറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ സ്വയം-ഇടപെടൽ അടിച്ചമർത്തൽ അല്ലെങ്കിൽ ഇവ രണ്ടും കൂടിച്ചേർന്ന്.
ചെലവ്, വലിപ്പം, പ്രകടനം, കാര്യക്ഷമത എന്നിവയുടെ നിരവധി ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്ന ഒരു സമീപനം ഇതുവരെ ഞങ്ങളുടെ പക്കലില്ലെങ്കിലും, ഒരുപക്ഷേ പസിലിൻ്റെ ഭാഗങ്ങൾ ഒന്നിച്ച് ഏതാനും വർഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ നിങ്ങളുടെ പോക്കറ്റിൽ എത്തിയേക്കാം.
SI സപ്രഷൻ ഉള്ള EBD പോലുള്ള സാങ്കേതിക വിദ്യകൾക്ക് ഒരേ സമയം രണ്ട് ദിശകളിലും ഒരേ ആവൃത്തി ഉപയോഗിക്കാനുള്ള സാധ്യത തുറക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സ്പെക്ട്രൽ കാര്യക്ഷമത ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തും.