Технология PCB - 60GHz беспроводная техника

все более широкое применение беспроводной связи. ThiS trend iS evident in conSumer electronicS, за последнее десятилетие рынок мобильных телефонов и планшетов быстро способствовал внедрению различных беспроводных стандартов. The number of Wi-Fi hotspots in the region has exceeded 175 million and is expected to reach 330 million in 2018. увеличилось также общее количество продукции, поддерживающей Bluetooth, with 400% growth in the number of Bluetooth-enabled audio devices between 2014 and 2018. Большинство беспроводных технологий используют одну и ту же 2.диапазон 4GHz и 5GHz, which are becoming increasingly crowded. подписка на смартфон в 2015 году оценивается в 3.4 billion, Каждый элемент предполагает необходимость дополнительных данных, constantly pushing the resources of mobile phone networks and authorized bands to the limit.

В последние годы появилось новое решение, которое позволит устранить ограничения в отношении ресурсов, с которыми сталкиваются существующие диапазоны частот, и устранить ограничения, связанные с существующими вариантами беспроводного вещания. в диапазоне частот миллиметровых волн (30GHZ - 300GHz) частота 60 GHz из - за своего потенциала вырисовывается. этот диапазон не разрешен во многих областях, поэтому очень удобно для многих приложений. Это дает возможность создать новый набор интегрированных гигагревателей, способных обеспечить значительную полосу частот 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые уже переполнены.

Многие из них получили выгоду от технологии 60 ггц. в области передачи данных технология 60 GHZ используется для замены существующих приложений Wi - Fi, с тем чтобы обеспечить скорость передачи данных до 4,6 Гбит / с в пять раз быстрее, чем существующие стандарты 802.11ac [4]. Wireless HD? стандарт поддерживает видеопоток между потребительскими электронными устройствами. Производители добавили поддержку WirelessHD для ноутбуков, смартфонов, цифрового телевидения, видеопроекторов и виртуальных наушников, и ожидается, что WirelessHD будет использоваться для мобильных прикладных программ, семейных кинотеатров и других вычислительных устройств. в других областях была начата разработка технологии 60GHZ, в том числе прикладных программ для беспроводного возвращения в служебные помещения и школы, которые опираются на программу передачи данных "60 GHZ", позволяющую быстро и легко установить связь между зданиями и беспроводными соединениями в целях создания более легкого и стабильного оборудования. Однако спрос на более широкую и высокоскоростную видеопередачу не ограничивается потреблением электроники. промышленность также может извлечь выгоду из технологии миллиметровых волн. В настоящем документе для читателей представлен обзор технологии 60GHZ, которая охватывает не только существующие прикладные электронные потребительские технологии, но и потенциальное применение технологии миллиметровых волн во многих отраслях промышленности.

60GHz радиотехническая сводка

регулирующие органы, в том числе Федеральный совет по связи Соединенных Штатов, определяют сферу действия иммунитета для различных отраслей. ширина полосы частот 60 ггц превышает 7 ГГц [5]. Она предлагает более чем в 20 раз больше ширины полосы частот 5 ГГц.

диапазон частот 60 ггц весьма широк, обеспечивает мощность в гигабайт - диапазоне и обладает рядом ключевых характеристик распространения и ослабления, которые могут быть использованы для новых высокоэффективных беспроводных решений.

2.4 диапазон частот GHZ и 5GHZ, применимый к передаче на промежуточное расстояние, является идеальным выбором для местной сетевой архитектуры, такой, как Wi - Fi. расстояние распространения сигнала в диапазоне 60 ггц относительно невелико, и при переходе через атмосферу и твердые конструкции оно уменьшается, и поэтому идеально подходит для применения на короткие расстояния. для того чтобы в полной мере использовать преимущества диапазона частот 60 ггц, необходимы антенна с фазовой решеткой, высоконаправленный луч и техника управления лучом. Redis Semiconductor предоставляет радиочастотные приемники (RF), основанные на технологии SiBEAM, которые изготавливаются и упаковываются с использованием стандартной технологии CMOS IC.

применение

The characteristic of millimeter-wave technology is that antennas need to be turned in a certain range to target, и разные типы применениеs can be classified according to different ranges. для демонстрации соответствующих технологий, we have divided three применение жанр: 10 мм, 1-10m and 100m and above.

[10mm] беспроводной соединитель

Within a very short distance (usually around 10mm), 60 GHz technology can be used as an efficient alternative to cables. специально спроектированные радиосигналы и приемники IC могут использоваться для передачи данных с очень высокой скоростью на короткие расстояния, замена проводов.

технология 60GHZ может также использоваться в качестве альтернативы физическому интерфейсу. Он очень полезен для применения, требующего долговечности оборудования, так как он устраняет физический интерфейс, физический интерфейс является одним из типичных неисправностей электронного оборудования, а также воды, пыли и других частиц, которые могут причинить вред электронному оборудованию. В дополнение к коэффициенту отказов некоторые специальные интерфейсы, такие, как подключение мобильных планшетов к основному оборудованию или к традиционному держателю ноутбука, обычно требуют гораздо больших затрат на разработку и внедрение, чем стандартизированные соединители.

[1 - 10m] беспроводные данные / аудио

в прикладных программах на средних дистанциях (1 - 10 м) технология 60GHz может использоваться в качестве высокоскоростных альтернативных решений для существующих беспроводных приложений, таких, как Wi - Fi и беспроводное видео.

802.11ad представляет собой стандарт передачи данных 60 GHZ, определенный IEEEE, который также определяет стандарты 802.11a, 802.11b, 802.11n и 802.11ac Wi - Fi. ведущие производители в этой отрасли, такие, как компания « хайтауэр», интегрируют 802,11ad в свою продукцию [6], обеспечивая для пользователей ультрабыструю передачу видео и данных.

технология GHZ особенно применима к решению о замене беспроводных кабелей. высокая ширина полосы, низкая задержка, точечная структура точек и характеристики внутренней передачи делают ее идеальным альтернативным решением для внутренних кабелей. Эта технология может быть использована в системе семейных кинотеатров (Рисунок 1) для передачи видео с высокой четкостью. Эта технология позволяет потребителям свободно и гибко размещать оборудование для вывода видеоматериалов и телевизионные экраны, что в значительной степени облегчает их использование. Стандарты WirelessHD представляют собой новейшую технологию в области высококачественной видеопередачи, которая позволяет в полной мере использовать диапазон частот 60 ггц для получения высококачественных беспроводных пользователей.

беспроводная связь на открытом воздухе

технология миллиметровых волн также может сыграть важную роль в будущем применениеs of wireless return infrastructure, например, инфраструктура мобильной связи следующего поколения 5G, постоянное расширение доступа, and point-to-point links on campus. 60 радиоемкость канала GHZ и оптимизация высокочастотных каналов связи могут достичь идеального "беспроводного волоконно - оптического" вместо существующего оптического контура применениеs.

многие программы на рынке конкурируют друг с другом, однако большинство систем в настоящее время базируются на стандарте IEEE 802.11ad. В дополнение к упомянутым выше внутренним приложениям, Пересмотр существующего стандарта 802.11 предусматривает использование диапазона частот 60 ГГМ для поддержки применения удаленных каналов связи (до 500 м). Он использует те же методы управления лучом, которые были разработаны для межсоединений в 10 - метровой комнате, для поддержки других приложений, таких, как подключение к пунктам доступа и каналы обратной связи на открытом воздухе.

промышленное применение

The enormous opportunities that 60 GHz technology brings to the consumer electronics field are already evident, and the technological development in this field will continue to develop rapidly. Продолжающееся расширение рынка потребительских электронных продуктов в связи с решением 60 ггц, manufacturers in the industry are also exploring how to use the technology. для многих промышленных предприятий применениеs, как и многие другие, они могут также воспользоваться технологией 60GHz применениеспециалист в области потребительской электроники, with millimeter-wave technology enabling manufacturers to eliminate cables and improve mobility and flexibility. и, many new применениеs, such as target detection or gesture recognition using millimeter-wave technology, вызвал широкий интерес промышленности.

механическое зрение

Industrial mechanical vision systems are mainly used to inspect or guide robots in manufacturing products [7]. Они являются незаменимыми инструментами на современных заводах и помогают производить высококачественные продукты., accurate products in various industrial fields, связанные с электроникой, manufacturing and cutting-edge garment production. механическое зрение consists of three basic elements: an image capturer (similar to a camera, an image sensor captures raw data), компьютер или процессор для анализа данных, and an interconnection link. машинный визуальный уловитель изображений теперь поддерживает все более высокое разрешение, usually by connecting to a computer through a multicore cable and then processing the image.

В настоящее время существует много стандартов передачи кабельных данных. однако решения по кабельному телевидению сталкиваются с многочисленными ограничениями. для приложений, управляемых роботами, кабели могут влиять на движение, захват изображений и кабели должны быть тщательно спланированы и расставлены. Кроме того, стандартная длина кабеля (обычно от 5 до 30 метров, если не использовать дорогостоящие волоконно - оптические волокна) является серьезным недостатком, особенно с учетом того, что кабели должны проходить через промышленные машины и многочисленные препятствия, что означает, что компьютеры должны быть ближе к заводской зоне. в связи с необходимостью управления компьютерами и кабелями возникают многочисленные препятствия, которые могут привести к сокращению продолжительности жизни в результате воздействия компьютеров на неблагополучную промышленную среду.

традиционные решения в области беспроводной связи не являются идеальной альтернативой кабелям, поскольку они сопряжены с большими задержками и требуют сжатия изображений. Любые задержки, связанные с использованием беспроводных решений, приводят к увеличению времени и издержек производства, поскольку производственные линии должны замедляться, с тем чтобы соответствовать времени процессора, требуемого для компьютера. В то же время Сжатие изображений усложнит компьютеру анализ захваченных изображений.

Используя беспроводное решение 60 ггц, можно установить один или несколько изображений на машине без видеокабеля. эти ловушки изображений могут передавать данные непосредственно на компьютер или подключаться к беспроводной связи для подключения к центру управления. Беспроводное видео позволяет роботам свободно передвигаться, уменьшает уязвимость заводской области, облегчает монтаж нового оборудования и позволяет компьютеру перемещаться из зоны завода в более контролируемую среду. В последние годы резко возрос спрос на механическое зрение, и технология 60GHz направлена на обеспечение гибкости и удобств для систем в современных сложных областях работы.

монитор

промышленный контроль - это еще одна область, в которой может работать техника миллиметровых волн. мониторing systems in many offices, завод, and manufacturing facilities are obsolete and provide only low image resolution. модернизация этих систем обычно требует установки существующих кабелей для согласования нового оборудования, often costing millions of dollars. WirelessHD значительно упростила процесс восстановления этих объектов, передав более качественные видеобеспроводные устройства близлежащим приемникам, при условии, что они подключены к существующей сети в старой системе.

Здравоохранение

лечение применениеs can also benefit greatly from 60 GHz technology. цифровое изображение - ключевой диагностический инструмент доктора, especially in operating rooms, Может быть улучшено качество изображений, чтобы пациенты могли более эффективно лечиться. Однако, Вставка всего компьютерного оборудования в операционную создаст много проблем, and the problem will be a bunch of cables that are difficult to sterilize, возможный риск. техника миллиметровых волн может помочь, например, by wirelessly transferring real-time video from a microcamera to a nearby monitor or directly to a headset display mounted in a surgeon's goggles. Это обеспечивает стерильную среду и снижает нагрузку на установку нового оборудования.

Еще одно потенциальное новшество в технологии 60GHZ в операционной - ручное управление. распознавание жестов миллиметрового диапазона позволяет обнаруживать и считывать движущиеся траектории пальцев, что затрудняет работу в условиях изменчивого освещения и будет иметь гораздо более важное значение, чем существующие технологии инфракрасной камеры. надежное ручное управление может заменить кнопки на машине, чтобы облегчить дезинфекцию оборудования.

Резюме

60 GHz technology is a hot new direction in the field of wireless interconnection. Кроме того to the exciting variety of consumer electronics products on the market today, there are also a large number of industrial применениесмартфон на основе технологии миллиметровых волн. The prominent advantages of 60 GHz technology, низкая задержка, высокополосный и стандартизированный интерфейс, make it an ideal choice for many industrial применениесветлое будущее.