مشاهده نسخه کامل
: Sphinx
02-11-2005, 16:52
تحقيقات پژوهشگران نشان مي‌دهد به كارگيري رديفهايي از ميليونها فرستنده مينياتوري كه با فناوري بيسيم كنوني كار مي‌كنند براي برقراري ارتباط با سفينه‌هاي فضايي به مراتب ارزانتر و آسانتر از كاربرد آنتنهاي عظيم راديو تلسكوپهاي زميني است.
طرح اخير به وسيله لوئيس شفر مهندس برق از موسسه الكترونيك و نرم افزاري كدنس ديزاين سيستمز در سن خوزه كاليفرنيا پيشنهاد شده است.
سازمان فضايي آمريكا در حال حاضر براي برقراري تماس با سفاين فضايي كه در اقصي نقاط منظومه شمسي قرار دارند، نظير سفينه كاسيني كه در مدار زحل سرگرم گردش است، از شبكه‌اي از آنتنهاي بزرگ موسوم به "شبكه اعماق فضا " Deep Space Networkاستفاده مي‌كند كه آنتنهاي راديويي بزرگ واقع در سه سه پايگاه در اسپانيا، استراليا و كاليفرنيا را به يكديگر متصل مي‌سازد.
اين آنتنها صفحات بشقاب شكل بسيار بزرگي هستند كه قطر انها به 70متر بالغ مي‌شود و قادرند پرتوهاي مايكرو ويو را كه حاوي پيامهاي كنترل زميني يا ماهواره‌ها هستند ارسال و دريافت كنند. موقعيت خود اين صفحات نيز ثابل تغيير است و مي‌توانند در فضا به سمت نقاط مختلف چرخش كنند. اين شبكه همچنين امكان مطالعه راداري در سياره‌ها و خرده سياركها را فراهم مي آورد.
به گفته شفر هرچند سيستم آنتنهاي بزرگ موثر است اما با برخي از عدم مزيتهاي جدي نيز همراه است. ساختن سازه‌هاي فلزي بزرگي كه قابل چرخش باشند بسيار پرهزينه است و تعميرات آنها مي‌تواند تا هفته‌ها به‌طول انجامد.
از اين گذشته، اين آنتنها براي آنكه بتوانند امواج مايكرو ويو را ارسال و دريافت كنند بايد داراي فيلترهاي مخصوص باشند كه اين نكته را تضمين كنند كه بشقاب آنتن از شدت انرژي پيامهايي كه ارسال مي‌كند به اصطلاح "كر" نشود اما كاربرد اين فيلترها موجب مي‌شود تا از بازده گيرنده هاي اين انتن‌ها كاسته شود.
شفر در نشريه علمي "راديو ساينس " Radio Scienceطي مقاله‌اي پيشنهاد كرده كه به جاي آنتنهاي بزرگ كنوني رديفهايي از تراشه‌هاي ريز نظير آنچه كه در تلفنهاي همراه و يا رايانه‌هاي لپ تاپ به كار مي‌رود براي برقراري ارتباط با ماهواره‌ها به مراتب مناسب‌تر است.
حدود هزار عدد از اين تراشه‌ها را مي‌تواند روي يك مدار چاپي به بزرگي ۲۵سانتيمتر مربع جاي داد و آنها را با يك ريز پردازنده (تراشه) كامپيوتري كنترل كرد.
هرچند توان هر يك از اين آنتنهاي كوچك ۱۰ميلي وات است اما ۵۰ميليون عدد از آنها را مي‌توان با يكديگر مورد استفاده قرار داد و تواني كه از مجموع آنها حاصل مي‌شود دو برابر آنتن بزرگ فرستنده و گيرنده واقع در آرسيبو Areciboدر پورتو ريكو است.
صفحات حاوي اين آنتنها را مي‌توان نظير موزائيك در يك محوطه مسطح كنار هم چيد. اين كار را يك كارگر غيرماهر نيز مي‌تواند انجام دهد.
تعميرات اين صفحات نيز بسيار آسان و كم هزينه‌است و هر يك از اين موزاييك‌ها كه خراب شود براحتي با يك موزائيك نو تعويض مي‌شود.
اين رديف آنتنها مي‌توانند داده‌ها را انتقال دهند و هيچ نيازي به فيلتري كه در آنتنهاي بزرگ به كار مي‌رود ندارند. ساخت هريك از اين موزائيكها ۲۰دلار هزينه دارد و همه كارخانه‌هاي سازنده وسايل الكترونيك قادر به توليد آنها هستند.
هزينه ساخت يك آنتن فرستند- گيرنده قدرتمند با اين موزاييك‌ها چهار برابر از هزينه ساخت يك آنتن فلزي بشقاب شكل و بزرگ ، با توان مشابه، كمتر خواهد بود.
به گفته كريس رز متخصص آنتنهاي بيسيم از دانشگاه راتگرز يك مزيت بزرگ ديگر اين آنتنهاي موزائيكي آن است كه نياز به تقسيم زمان استفاده از آنها و تخصيص وقت كاري آنها ميان چند نهاد يا چند پروژه مختلف نيست.
به نوشته هفته‌نامه نيچر ايده ساختن رديفهايي از آنتنهاي كوچكتر فكر تازه‌اي نيست و هم‌اكنون آنتني موسوم به "رديف بسيار بزرگ Array The Very " Largeدر نيو مكزيكو داراي ۲۵آنتن است كه قطر هر يك ۲۵متراست.
اما به گفته شفر به جهت پيشرفتهاي چشمگيري كه در صنعت الكترونيك حاصل شده وقت آن رسيده كه ايده متصل كردن رديفهايي از آنتنها را تا نهايت منطقي آن پيش برد و به جاي آنتنهاي چند ده متري، به سراغ آنتنهاي مينياتوري رفت.
حسن ديگر اين آنتنها آن است كه حتي بدون يك بشقاب متمركزكننده امواج مي‌توان جهت امواج ارسال شده از اين موزائيكها را با كنترل فاز هر آنتن به دقت تنظيم كرد به گونه‌اي كه مجموع آنها بتوانند پرتو قدرتمندي را در مسير مورد نظر ارسال كنند.
به اعتقاد كارشناسان الكترونيك و آنتنها، ايده جديد بسيار جالب است هرچند برخي از آنان نظير لري داداريو Larry D'Addarioاز آزمايشگاه جت پراپالشن در پاسادنا بر اين نظرند كه پيش از دور خيز كردن به سمت اين ايده مناسب آن است كه يك رهيافت متوسط اختيار شود و رديفي از ۲۱۷آنتن هر يك به قطر ۳/۸متر جايگزين سيستم آنتن "رديف بسيار بزرگ" شود. داداريو نظر خود را در كنفرانس اتحاديه بين‌المللي دانش راديو of Radio Science International Unionدر دهلي نو رائه كرده است.
طرح اخير به وسيله لوئيس شفر مهندس برق از موسسه الكترونيك و نرم افزاري كدنس ديزاين سيستمز در سن خوزه كاليفرنيا پيشنهاد شده است.
سازمان فضايي آمريكا در حال حاضر براي برقراري تماس با سفاين فضايي كه در اقصي نقاط منظومه شمسي قرار دارند، نظير سفينه كاسيني كه در مدار زحل سرگرم گردش است، از شبكه‌اي از آنتنهاي بزرگ موسوم به "شبكه اعماق فضا " Deep Space Networkاستفاده مي‌كند كه آنتنهاي راديويي بزرگ واقع در سه سه پايگاه در اسپانيا، استراليا و كاليفرنيا را به يكديگر متصل مي‌سازد.
اين آنتنها صفحات بشقاب شكل بسيار بزرگي هستند كه قطر انها به 70متر بالغ مي‌شود و قادرند پرتوهاي مايكرو ويو را كه حاوي پيامهاي كنترل زميني يا ماهواره‌ها هستند ارسال و دريافت كنند. موقعيت خود اين صفحات نيز ثابل تغيير است و مي‌توانند در فضا به سمت نقاط مختلف چرخش كنند. اين شبكه همچنين امكان مطالعه راداري در سياره‌ها و خرده سياركها را فراهم مي آورد.
به گفته شفر هرچند سيستم آنتنهاي بزرگ موثر است اما با برخي از عدم مزيتهاي جدي نيز همراه است. ساختن سازه‌هاي فلزي بزرگي كه قابل چرخش باشند بسيار پرهزينه است و تعميرات آنها مي‌تواند تا هفته‌ها به‌طول انجامد.
از اين گذشته، اين آنتنها براي آنكه بتوانند امواج مايكرو ويو را ارسال و دريافت كنند بايد داراي فيلترهاي مخصوص باشند كه اين نكته را تضمين كنند كه بشقاب آنتن از شدت انرژي پيامهايي كه ارسال مي‌كند به اصطلاح "كر" نشود اما كاربرد اين فيلترها موجب مي‌شود تا از بازده گيرنده هاي اين انتن‌ها كاسته شود.
شفر در نشريه علمي "راديو ساينس " Radio Scienceطي مقاله‌اي پيشنهاد كرده كه به جاي آنتنهاي بزرگ كنوني رديفهايي از تراشه‌هاي ريز نظير آنچه كه در تلفنهاي همراه و يا رايانه‌هاي لپ تاپ به كار مي‌رود براي برقراري ارتباط با ماهواره‌ها به مراتب مناسب‌تر است.
حدود هزار عدد از اين تراشه‌ها را مي‌تواند روي يك مدار چاپي به بزرگي ۲۵سانتيمتر مربع جاي داد و آنها را با يك ريز پردازنده (تراشه) كامپيوتري كنترل كرد.
هرچند توان هر يك از اين آنتنهاي كوچك ۱۰ميلي وات است اما ۵۰ميليون عدد از آنها را مي‌توان با يكديگر مورد استفاده قرار داد و تواني كه از مجموع آنها حاصل مي‌شود دو برابر آنتن بزرگ فرستنده و گيرنده واقع در آرسيبو Areciboدر پورتو ريكو است.
صفحات حاوي اين آنتنها را مي‌توان نظير موزائيك در يك محوطه مسطح كنار هم چيد. اين كار را يك كارگر غيرماهر نيز مي‌تواند انجام دهد.
تعميرات اين صفحات نيز بسيار آسان و كم هزينه‌است و هر يك از اين موزاييك‌ها كه خراب شود براحتي با يك موزائيك نو تعويض مي‌شود.
اين رديف آنتنها مي‌توانند داده‌ها را انتقال دهند و هيچ نيازي به فيلتري كه در آنتنهاي بزرگ به كار مي‌رود ندارند. ساخت هريك از اين موزائيكها ۲۰دلار هزينه دارد و همه كارخانه‌هاي سازنده وسايل الكترونيك قادر به توليد آنها هستند.
هزينه ساخت يك آنتن فرستند- گيرنده قدرتمند با اين موزاييك‌ها چهار برابر از هزينه ساخت يك آنتن فلزي بشقاب شكل و بزرگ ، با توان مشابه، كمتر خواهد بود.
به گفته كريس رز متخصص آنتنهاي بيسيم از دانشگاه راتگرز يك مزيت بزرگ ديگر اين آنتنهاي موزائيكي آن است كه نياز به تقسيم زمان استفاده از آنها و تخصيص وقت كاري آنها ميان چند نهاد يا چند پروژه مختلف نيست.
به نوشته هفته‌نامه نيچر ايده ساختن رديفهايي از آنتنهاي كوچكتر فكر تازه‌اي نيست و هم‌اكنون آنتني موسوم به "رديف بسيار بزرگ Array The Very " Largeدر نيو مكزيكو داراي ۲۵آنتن است كه قطر هر يك ۲۵متراست.
اما به گفته شفر به جهت پيشرفتهاي چشمگيري كه در صنعت الكترونيك حاصل شده وقت آن رسيده كه ايده متصل كردن رديفهايي از آنتنها را تا نهايت منطقي آن پيش برد و به جاي آنتنهاي چند ده متري، به سراغ آنتنهاي مينياتوري رفت.
حسن ديگر اين آنتنها آن است كه حتي بدون يك بشقاب متمركزكننده امواج مي‌توان جهت امواج ارسال شده از اين موزائيكها را با كنترل فاز هر آنتن به دقت تنظيم كرد به گونه‌اي كه مجموع آنها بتوانند پرتو قدرتمندي را در مسير مورد نظر ارسال كنند.
به اعتقاد كارشناسان الكترونيك و آنتنها، ايده جديد بسيار جالب است هرچند برخي از آنان نظير لري داداريو Larry D'Addarioاز آزمايشگاه جت پراپالشن در پاسادنا بر اين نظرند كه پيش از دور خيز كردن به سمت اين ايده مناسب آن است كه يك رهيافت متوسط اختيار شود و رديفي از ۲۱۷آنتن هر يك به قطر ۳/۸متر جايگزين سيستم آنتن "رديف بسيار بزرگ" شود. داداريو نظر خود را در كنفرانس اتحاديه بين‌المللي دانش راديو of Radio Science International Unionدر دهلي نو رائه كرده است.