Nowe technologie dla komunikacji bezprzewodowej

Obserwowany w ostatnich latach rozwój technologii komunikacji bezprzewodowej i konieczność zwiększania prędkości transmisji w łączności radiowej wymusza wykorzystanie pasma mikrofalowego jako medium - uważa dr inż. Adam Lamęcki z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej. Jego projekt badawczy, poświęcony projektowaniu złożonych układów, zostanie sfinansowany ze środków programu LIDER Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.

Bardzo ważnym składnikiem części wysokiej częstotliwości systemów komunikacji bezprzewodowej, obecnym zarówno w torze nadawczym jak i odbiorczym są układy podziału w dziedzinie częstotliwości: filtry, dipleksery czy multipleksery mikrofalowe. Pozwalają one na ograniczenie wpływu działania innych systemów działających na sąsiednich częstotliwościach oraz oddzielenie toru nadawczego i odbiorczego, które korzystają najczęściej ze wspólnej części antenowej.

Jak tłumaczy naukowiec, filtry i multipleksery stosowane w systemach komunikacyjnych zbudowane są z wielu rezonatorów mikrofalowych. Liczba rezonatorów określa rząd filtru. Aby zapewnić wysoką selektywność, rząd filtru powinien być jak największy. Rzędy obecnie wykorzystywanych układów sięgają kilkunastu.

W przypadku di- i triplekserów układy te składają się odpowiednio z dwóch lub trzech filtrów połączonych obszarem wspólnego złącza. Projektowanie tak złożonych układów wymusza stosowanie symulatorów elektromagnetycznych na etapie analizy układu.

Analiza taka nawet przy użyciu najnowszych dostępnych wersji narzędzi komercyjnych jest bardzo żmudna i długotrwała, wymaga także bardzo dużych zasobów sprzętowych i dużej ilości pamięci operacyjnej. Skutkuje to wysokim kosztem projektu, związanym z długim czasem poświęconym na projekt przez wysoko wykwalifikowaną kadrę inżynierską.

Dodatkowo, dostępne komercyjne symulatory elektromagnetyczne nie posiadają zaawansowanych technik analizy i końcowej optymalizacji dedykowanych układom filtrującym. W efekcie, w przypadku optymalizacji tradycyjnymi technikami tak złożonych układów jak multipleksery, czas optymalizacji sięgać może wielu tygodni - bez gwarancji powodzenia.

Celem projektu prowadzonego przed dr. inż. Lamęckiego jest stworzenie i zastosowanie nowych, szybkich technik analizy i optymalizacji złożonych układów filtrujących, które pozwolą na znaczne skrócenie czasu poświęconego na projektowanie wspomagane komputerem pasywnych układów mikrofalowych: filtrów i multiplekserów.

Jak podkreśla naukowiec, praktyczne wdrożenie wyników jego badań możliwe jest na różnych płaszczyznach: od możliwości świadczenia usług projektowych dla zainteresowanych podmiotów komercyjnych przez tworzenie na zamówienie oprogramowania wspierającego projektowanie i optymalizację zadanej klasy układów multiplekserów, do bezpośredniej implementacji opracowanych technik w komercyjnych narzędziach projektowych.

W pierwszej edycji programu "Lider" zainicjowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju wybrano 23 spośród 202 zgłoszonych wniosków. Laureaci wykazali, że są przygotowani do podjęcia samodzielnej pracy badawczej wraz z utworzonymi przez siebie zespołem nad projektem, który znajdzie zastosowanie w praktyce. Na jego realizację każdy z nich otrzyma nawet do 1 mln zł. KOL

PAP - Nauka w Polsce