Agilent: "המהפיכה המילימטרית דורשת כלי צב"ד חדשים"
11 אוקטובר, 2011
חברת Agilent Technologies הכריזה על חבילת פתרונות חדשים עבור השוק המפציע של תקשורת אלחוטית קצרת טווח בתדרים הסופר-מהירים של 60GHz. לדברי סגן נשיא החברה לתחום בדיקות רכיבים, גרג פיטרס, "בשנים הקרובות נראה הרבה מאוד מוצרים חדשים בשוק הצרכני, בשוק האוטומוטיב ובשוק הרפואי"
תקן IEEE 802.11ad ישנה את פני התקשורת האלחוטית לטווח קצר (1-10 מ')
"אחת מההתפתחויות המעניינות ביותר המתחוללות כיום בתחום התקשורת היא האיזרוח של תחום הגלים המילימטריים, שהיה בשימוש עד היום בעיקר בתחום המערכות הצבאיות", כך סיכם בשבוע שעבר סגן נשיא Agilent Technologies לתחום פתרונות בדיקת הרכיבים, גרג פיטרס, את הגורמים שהביאו את החברה להכריז על נתח PNA-X חדש לתחום ה-67GHz.
מיקרוגל אזרחי
במפגש עם עורכים טכנולוגיים בפראג, סקר פיטרס את ההתפתחויות האחרונות בתחום התקשורת, והגיע למסקנה שהן דורשות עידכון רחב היקף של תעתשיות הצב"ד במעבדות הפיתוח. תחום הגלים המילימטריים מוגדר כתחום התדרים 12GHz-40GHz. להערכתו, חלק גדול מאוד מהטכנולוגיות האזרחיות החדשות מיועדות לתחום זה, מכיוון שהוא מאפשר להשיג קצבי העברת נתונים גדולים מאוד.
מדובר במערכות ממונעות כמו מכ"ם למניעת תאונות בכלי-רכב, תקני תקשורת מהירים חדשים, כמו פעילותן של קבוצות WiGig ו-WirelessHD המקדמות תקני תקשורת מקומית ורשתות מקומיות (LAN) אלחוטיות בתדר של 60GHz.
מהפיכת ה-IEEE 802.11ad
קבוצות אלה מתבססות על התקן המתגבש IEEE 802.11ad, אשר עשוי לשנות את פני התקשורת האלחוטית לטווח קצר (1-10 מטרים). כמו טכנולוגיות השידור ב-2.4GHz ו-5GHz, גם התקן החדש מתבסס על תדרים חופשיים לשימוש, אלא שהפעם מדובר בעליית מדרגה בביצועים המאפשרת להעביר מידע בקצב של עד 7Gbps. כך למשל, זמן ההורדה של סרט וידאו בנפח 1GB מהמחשב למכשיר הטלוויזיה המקומי, יתקצר מ-1.5 שעות ל-1-3 שניות בלבד.
הופעתם של מכשירי מכ"ם חדשים הפועלים בעוצמה נמוכה מאוד במטרה למנוע גילוי על ידי מערכות שיבוש, והתפתחויות בתחום המכשור הרפואי. פיטרס: "אנחנו רואים מערכות חדשות הפועלות בתחום התדרים של 90MHz, המאפשרות לבצע הדמייה רפואית מדוייקת ברמה של תאים בודדים, בזכות היכולת למדוד שינויים בתגובת התאים לקרינה מילימטרית עקב השינויים בריכוז המים בתאים בגוף".
מאחורי המגמה החדשה נמצאים מספר גורמים הדוחפים את התעשייה לכיוון הגלים המילימיטריים: ציוד צרכני אלחוטי הדורש רוחב פס גדול מאוד, כמו טלוויזיות HD, נתבי אינטרנט ביתיים הנדרשים לספק רוחבי פס גדולים וציוד היקפי המעבד קבצים גדולים מאוד. במקביל, הרגולטורים מעודדים את התופעה באמצעות שחרור תדרים חדשים, במיוחד פסי 57GHz-66GHz ו-77GHz-94GHz.
שבבים אלחוטיים
בצד השני של המשוואה, טכנולוגיות חדשות מאפשרות כיום לייצר את המערכות הנדרשות. בתחום ייצור השבבים, הירידה לגיאומטריות ייצור של 60 ננומטר מאפשרת לייצר במחיר סביר שבבים המממשים פונקציות אנלוגיות ודיגיטליות. טכנולוגיית ייצור הזוכה להתפתחות גדולה לאחרונה היא ייצור חצאי מוליגים באמצעות סיליקון וגרמניום (SiGe).
גבישי סיליקון גרמניום מאפשרים להשיג שתי מטרות בו-זמנית. טרנזיסטורי CMOS מבוססי SiGe הינם בעלי זמן תגובה קצר מאוד, ולכן מאפשרים לייצר רכיבים הפועלים בתדרים גבוהים. במקביל, הם מאפשרים לייצר טרנזיסטורים מסוג HBT שמהם ניתן לבנות רכיבים אנלוגיים, כלומר רכיבים לעיבוד אותות RF.
למעשה, זוהי טכנולוגיה יעילה מאוד לייצור רכיבי אותות מעורבים (Mixed Signal) אנלוגיים ודיגיטליים, אשר מחליפה את תהליכי הייצור המסורתיים של מערכות מיקרוגל, המבוססות על הרכבה ידנית ושילוב חצאי מוליכים ברכיבי מתכת גדולים ויקרים.
אגב, חברת טאואר-ג'אז (TowerJazz) הישראלית נחשבת למתקדמת ביותר בתחום הזה, ומעורבת במספר פרוייקטי פיתוח חדשים בתחום ה-SiGe הן עם משרד הביטחון האמריקאי והן עם חברת Agilent Technologies.
להערכת פיטרס, בין הטכנולוגיות המאפשרות יישום צרכני של מערכות תדרים גבוהים צריך לציין גם את הפיתוח של מארזים מרובי שבבים, כמו MCM ו-SiP. "הפתרונות האלה מאפשרים לבצע אינטגרציה של מערכות אלחוטיות ברמה גבוהה מאוד. למשל, לשלב רכיב ASIC הכולל פתרון Baseband שלם בכרטיס קטן שבו קיים גם רכיב RF ASIC הכולל מערך אנטנות המוצמדות ישירות לרכיב".
המכ"ם הצבאי מתאזרח
טכנולוגיות אחרות מתחום האנטנות מקילות על המשימה. הבולטת ביותר היא טכנולוגיית Beamforming. מדובר ברעיון ותיק שפותח עוד בעידן מערכות הסונאר הראשונות. הוא מבוסס על הרעיון שכאשר שני גלים נפגשים נוצרת התאבכות, אשר יכולה להיות "התאבכות בונה" או "התאבכות הורסת". נניח ששתי אנטנות מקבילות משדרות אות אלחוטי בתדר ובפזה זהים. בנקודות המפגש בין שני הגלים המשודרים תהיה התאבכות בונה – כלומר עוצמת השידור מוכפלת. כאשר מייצרים הבדלי פאזות בין שני השידורים, ניתן לשלוט בכיוון השידור בו תתפתח התאבכות בונה.
במערכות מכ"ם צבאיות מסוג Phase Array משתמשים בעקרון זה כדי לייצר שידור ממוקד בזווית משתנה, בלא צורך לסובב את אנטנת המכ"ם. במערכות אזרחיות חסכוניות באנרגיה, משתמשים בעקרון זה כדי להשיג עוצמת שידור יעילה וממוקדת, באמצעות משדרים חלשים מאוד יחסית.
Agilent הכריזה על חבילת פתרונות מלאה
פיטרס: "המסקנה שלנו היא שאנחנו מצויים כיום על סיפה של התפתחות שוק חדש וגדול מאוד של אבזרים המבוססים על שידורים בגלים מילימטריים, ואנחנו כבר רואים את הפעילות בתחום הנעשית אצל רבים מהלקוחות הגדולים שלנו. המהפיכה המילימטרית דורשת כלי צב"ד חדשים, ולכן הכרזנו החודש על הרחבת משפחת נתחי ה-PNA-X לתחום ה-67GHz".
מדובר בנתח רשתות וקטורי לא ליניארי (NVNA) המאפשר לבדוק את תפקוד הרכיבים במעגל האלחוטי בטווח התדרים 10GHz-67GHz, ולבצע מדידות X-Parameter (קונסטרקט מתימטי המתייחס למדידות עוצמה ופאזה). המכשיר החדש מאפשר לחזות עיוותים הרמוניים במקלטים ומשדרים, ולאפיין רכיבי תקשורת קריטיים כמו מגברי רעש נמוך (LNA), ערבלים, מסננים, מחליפי תדר ועוד.
המכשיר יוצא לשוק ביחד עם חבילת פתרונות מלאה לתדרי 60GHz, הכוללת גם את מחולל האותות M8190A, ותוכנת הניהול Wideband Waveform Center המאפשרת לנהל מספר מכשירי מדידה ולבדוק את התוצאות בהתאם לספריות מוכנות מראש לבדיקת המוצרים המתוכננים ובקרת תאימותם לתקנים.
פורסם בקטגוריות: חדשות , ציוד בדיקה
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
