RODELÃO6970 TECNOLOGIA

Marco para a wi-fi com 'T-raios'

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esquisaores no Japão bateu o recorde de transmissão de dados sem fio na faixa de terahertz, uma parte inexplorada do espectro eletromagnético.

O dispositivo será melhorada pela adição de uma primeira antena para aumentar a sua eficiência

A taxa de dados é de 20 vezes maior do que o melhor comumente usado wi-fi padrão.

Como os consumidores se tornam cada vez mais famintos por altas taxas de dados, padrão mais baixo de freqüência de bandas tornaram-se lotado.

A pesquisa, publicada em Cartas Eletrônicos , acrescenta que a idéia de que este "T-ray" banda poderia oferecer enormes faixas de largura de banda para transmissão de dados.

A banda encontra-se entre o micro-ondas e longe do infravermelho regiões do espectro, e atualmente é completamente desregulado por agências de telecomunicações.

Apesar do nome, a banda informalmente faz uso de frequências entre cerca de 300 gigahertz (300GHz ou cerca de 60 vezes maior do que a mais alta corrente wi-fi padrão) a cerca de 3THz, 10 vezes maior de novo.

É utilizado principalmente para geração de imagens em contextos de pesquisa, como ondas terahertz penetrar em muitos materiais tão eficazmente como os raios X mas a energia depósito muito menos e, portanto, causar menos danos.

Até recentemente, a tecnologia necessária tanto para gerar e detectar esses "raios-T" foi demasiado volumoso, caro ou sedento de poder oferecer uma alternativa plausível para os dispositivos existentes enfiadas dentro smartphones ou roteadores Wi-Fi.

Isso parece prestes a mudar, em Novembro de componente eletrônico empresa ROHM demonstrou uma 1.5Gb / s taxa de transferência (1,5 bilhões de bits por segundo) em uma freqüência de 300GHz .

Terahertz wi-fi, provavelmente só funcionam dentro de intervalos de cerca de 10m, mas poderia, em teoria as taxas de dados de suporte até 100Gb / s - cerca de 15 vezes maior que a próxima geração 802.11ac padrão wi-fi que está em desenvolvimento.

O novo trabalho, por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio, demonstraram 3Gb / s de transmissão a 542GHz.

No coração do dispositivo da equipa um milímetro quadrado é o que é conhecido como um díodo de encapsulamento ressonante, ou RTD.

Diodos Tunnelling têm a característica invulgar que a tensão através deles pode, por vezes, ir para baixo como corrente é aumentada.

RTDs são projetados de tal forma que este processo faz com que o diodo de "ressonância", que no desenho do trabalho atual também significa que sprays ondas na faixa de terahertz.

A equipe agora está trabalhando para melhorar o seu dispositivo à prova de princípio e alargar a sua gama mais fundo no regime terahertz, bem como aumentando a sua potência.

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Muitos dos engenheiros experientes de hoje tem seu início em eletrônica através de amador, ou "presunto", de rádio. (Existem muitas teorias sobre a origem do termo "rádio amador", mas não há consenso.) Ao longo dos anos, porém, as exigências do trabalho desses engenheiros, famílias e comunidades tiveram precedência, e muitos presuntos perdeu o interesse e deixar suas licenças revogadas. Entretanto, com o aumento de comunicações pessoais e conectividade à Internet em casa, não muitos jovens engenheiros necessários rádio amador como uma forma de explorar eletrônica. Eles perderam a oportunidade que este hobby fascinante apresenta.

O primeiro sem fio comunicadores eram, por definição, todos amadores. Guglielmo Marconi se, geralmente considerado como o inventor do rádio, uma vez famosa comentou que ele se considerava um amador. Nos primeiros dias do rádio, as estações comerciais, governamentais, e amador dividiu o mesmo espectro, o envio de banda larga de ignição gerados transmissões modulados por on / off keying usando o código Morse para transmitir mensagens. Essa prática resultou em uma quantidade terrível de interferência entre os serviços até que o governo interveio e diversos serviços atribuídas a bandas específicas.estações comerciais e governamentais foram atribuídos a supostamente mais útil, menos do que 1.500 kHz, espectro de longo e médio-ondas , e os amadores foram banidos para os comprimentos de onda menos-que-200m, com freqüências superiores a 1500 kHz. Os especialistas da época consideravam estas bandas como inútil para comunicações de longa distância.Os amadores logo descobriu que as comunicações de longa distância eram realmente mais fácil nestas freqüências. Novas atribuições foram então criados para dar as estações governamentais e comerciais um pouco do espectro "bom". No entanto, um punhado de fatias do espectro foram reservados para os amadores. No final dos anos 1960, amadores reivindicou todas as freqüências, aparentemente inúteis, superiores a 30 GHz.Desde então, como a tecnologia tem marchado em diante, outros serviços descobriram que estas freqüências são úteis; amadores atualmente gozam de direitos exclusivos sobre as freqüências superiores a 300 GHz.

Nos Estados Unidos, parte 97 do Título 47 do Código de Regulamentos Federais controla


o serviço de rádio-amador (referência 1 ). Ela expressa o propósito fundamental do serviço de amador de rádio-nos seguintes princípios: reconhecimento e valorização do valor do serviço de amador para o público como um serviço de comunicação voluntária, não-comercial, particularmente com respeito ao fornecimento de comunicações de emergência; continuação e extensão do capacidade comprovada amador contribuir para o avanço da arte de rádio; incentivo e melhoria do serviço de amador por meio de regras que proporcionam para o avanço habilidades em ambas as comunicações e as fases técnicas da arte, a ampliação do reservatório dentro do serviço de rádio amador de operadores treinados, técnicos e especialistas em eletrônica, e de continuação e ampliação de capacidade única do amador, para aumentar a boa vontade internacional.

Licenciamento
Parte 97 requer que as estações de amadores obtenção de licenças antes que eles possam transmitir. O processo para obter uma licença de rádio amador tem evoluído ao longo dos anos. Há muito tempo atrás, um candidato teve que passar por um exame técnico rigoroso, que incluiu esquemas de desenho de memória. Os exames mudaram consideravelmente. Todas as questões agora são de múltipla escolha e cobrir operacional, técnico e assuntos regulamentares, e todas as perguntas e respostas, tanto o certo eo errado, estão disponíveis em domínio público. Além disso, os governos de muitos países, nomeadamente, os Estados Unidos-tem efetivamente terceirizado o trabalho de teste.

Nos Estados Unidos, examinadores voluntários agora administrar os exames.Voluntário examinador-coordenadores organizar para testar sessões em locais convenientes e os horários ( Figura 1 ).Após a conclusão de um exame por um candidato, os coordenadores para a frente os dados necessários para a Federal Communications Commission, que emite licenças, com chamada de sinais para identificar cada licenciado e sua localização de licença usando um prefixo e um sufixo. Nos Estados Unidos, três classes de licença já existem, cada um transmitindo um conjunto de privilégios, incluindo bandas permitidas, modos e níveis de potência. Passando um exame mais avançado habilita o titular a mais privilégios.

Os EUA amador processo de licenciamento não exige mais conhecimento do código Morse para qualquer classe de licença. 
Este requisito tem sido historicamente um grande impedimento para muitos indivíduos tecnicamente qualificados que estavam interessados ​​em rádio amador, mas que não podiam ou não conquistar o código Morse. Ironicamente, as porções das faixas reservadas para CW (onda contínua) operação são mais ocupada do que nunca, como novos licenciados descobrir que banda estreita modos são mais eficazes para fraco-sinal de trabalho que são mais largos largura de banda, tais como modos de SSB (single lateral-voz). Muitos amadores fazer contatos usando modos de voz, o modo SSB principalmente em HF e FM em VHF e UHF. As capacidades de processamento de sinal de um PC placa de som equipado, que se conecta a um SSB HF ou VHF FM transceiver têm impulsionado o surgimento de novos modos. Mesmo um PC equipado modestamente tem velocidade suficiente para gerar e decodificar os sinais FSK para teletipo rádio convencional. Experimentadores criaram esquemas de modulação e protocolos de acompanhamento, completos com a frente de erro-correção, que permitem diretos teclado a teclado-contatos, mesmo com baixa potência e antenas pequenas. A variedade de FSK e PSK sinais que estão sendo usados ​​criar sons inusitados zumbindo e chilrear quando viajam para um alto-falante e computadores facilmente demodular-los e transformá-los em texto legível. Alguns presuntos engenhosos até mesmo usar o PC de processamento de sinais capacidade de imitar os sinais que o World War II-vintage mecânicos texto para rádio-sistemas, como Hellschreiber, gerados. Alguns presuntos também participar na transmissão de movimento completo de sinais de vídeo-geralmente em VHF ou UHF bandas, em que a largura de banda suficiente disponível. Outros transmitir imagens estáticas em HF, usando a voz de largura de banda de sinais e um PC. Redes de dados também evoluíram utilizando vários sistemas, incluindo TCP / IP. equipamentos século 21

Amadores licenciados podem transmitir em bandas do LF, MF, HF, VHF, UHF, e bandas de microondas. Com uma boa antena, o equipamento dos amadores podem alcançar as comunicações mundiais em muitas dessas bandas.

A maioria dos amadores comprar seus equipamentos de lojas. Anos atrás, as marcas mais conhecidas eram em sua maioria empresas norte-americanas, como a EF Johnson e Heathkit ea Collins agora extinta, HALLICRAFTERS e Hammarlund. Hoje, as marcas mais populares são na sua maioria empresas japonesas, incluindo Icom, Kenwood, Yaesu, e Alinco ( Figura 2 ). Alguns fabricantes dos EUA, como Elecraft e FlexRadio, entraram no mercado na última década ( Figura 3 ), e os primeiros feitos na China transceptores estão começando a aparecer, de fabricantes como WOUXUN.

A tecnologia utilizada em equipamentos de presunto tem evoluído significativamente.Mais alto desempenho HF / VHF transceptores agora utilizar a tecnologia de processamento de sinal-para-digital, pelo menos, algumas das modulação, desmodulação, e as funções de filtragem. A separação cuidadosa tanto o processamento analógico eo sinal digital alcança o melhor desempenho, e rádios de hoje oferecem uma excelente sensibilidade e 100-dB gama dinâmica, com sinal digital de processamento habilitado seletividade. Embora a maioria das rádios ainda manter o formato tradicional de um painel frontal com um botão grande para controlar a freqüência e os lotes de outros botões e puxadores, alguns mais recentes (DSE definidos por software rádios), tais como os de FlexRadio, abandonar essa tradição em favor de a operação do teclado e do mouse, pois eles não têm controles do painel frontal ( Figura 4 ).

Handheld VHF FM transceptores evoluíram para incluir o funcionamento multibanda, GPS incorporado, analisador de espectro, exibe para mostrar os sinais em frequências adjacentes, e até mesmo Bluetooth. Ainda nenhum atingiu o nível de sofisticação dos smartphones, mas touchscreen-driven rádios e conectividade com a Internet não pode estar longe. Falando de smartphones, centenas de rádio-amadorismo aplicativos estão disponíveis para esses dispositivos, que vão desde cursos de preparação de licença de localização por satélite para a estação-controle remoto.

No entanto, nem todos os radioamadores comprar seu equipamento da prateleira. Alguns preferem construir seu próprio equipamento. Operadores Ham sempre foram entusiastas tinkerers, muitas vezes a construção de seu equipamento a partir de peças descartadas de eletrônicos de consumo que encontram em seus bairros. Muitos radioamadores entender conceitos como distorção de intermodulação e ruído de fase, por exemplo, porque ouviram os efeitos dessas imperfeições do sinal, e eles entendem o que acontece quando um amplificador de potência nominal linear entre compressão rígido. caseiro rádios pode variar de extremamente simples transmissores e receptores para true state-of-the-art sistemas SDR. Na extremidade baixa, um presunto criativo desmontado uma lâmpada fluorescente compacta de luz e descobriu uma alta velocidade, transistor de comutação de alta tensão e capacitores e indutores sortidas. Ao adicionar uma 3,579 MHz TV colorburst cristal de quartzo, que fica convenientemente no meio da banda de 80m amador, ele era capaz de construir um transmissor CW 1.5W a partir das partes ( Referência 2 ). receptores simples são também fácil de construir. Operador Ham Charles Kitchin tem desenvolvido uma série de super-regenerativos receptores que são fáceis de construir e que funcionam surpreendentemente bem ( Referência 3 ).

O trabalho do software de alto desempenho definido pelo Organização Rádio está na vanguarda do design de rádio. Este grupo tem desenvolvidos colaborativamente uma série de módulos que usam os últimos componentes de alta performance, incluindo os amplificadores de RF, misturadores, ADCs, DACs, processadores e memória.Por exemplo, o módulo receptor de Mercúrio permite a amostragem directa do 0 - ao espectro 65-MHz, utilizando um 130M-sample/sec, 16-bit ADC e um FPGA para realizar downconversion digital.Open-source software executa todas as funções de processamento de sinal e controle, o hardware também suporta software de terceiros ( Figura 5 ).

Um engenheiro interessado em desenvolver sua própria rádio SDR pode construir ou comprar um downconverter front-end/quadrature RF e conectá-lo à entrada de áudio de um PC e comprar ou escrever software apropriado para a demodulação e funções de detecção. Ligar o baseband em fase e saídas em quadratura do rádio para a esquerda e as entradas corretas do PC completa todo o trabalho de hardware. Alguns radioamadores têm construído front-ends SDR nos fatores de forma de sticks de memória USB e desenhar o seu poder a partir dessas bases.

Para aqueles mais inclinados na direção do design analógico rádio-clássico, OpenQRP é um projeto interessante. "QRP" é uma abreviação de presunto de baixa potência do transmissor ( Figura 6 ). O criador do grupo, Steve Elliott, ligue para assinar K1EL, desenvolveu um hardware open-source e desenvolvimento de software para uma simples baixa potência CW transceptor. Ele usa um microprocessador Atmel na popular plataforma de prototipagem Arduino para a interface humana e várias funções de controle e fornece uma PCB e kit completo de peças. Elliott documentado seu projeto de tentativa e erro, como ele evoluiu, e seu blog serve como um excelente tutorial sobre design de rádio ( referência 4 ).

O estado da arte

Alguns segmentos do hobby de rádio amador permitem que você impressionar seus amigos engenharia, e talvez até mesmo seus não-amigos engenharia. Quando você diz às pessoas que estão em rádio amador, eles costumam perguntar: "Quão longe você pode chegar com isso?" A resposta é complicada, e você pode ser capaz de lhes dar algumas respostas impressionantes. Para os tipos não-técnicos, uma resposta que eu gostaria de dar é que, da minha casa na Nova Inglaterra, o meu contato mais longa distância por muitos anos foi Texas, o caminho mais longo. Certa manhã, cerca de 20 anos atrás, eu estava operando no 15m, banda 21-MHz e tinha como objetivo a minha antena de feixe direcional na Europa. Um amigo no Texas ligou e disse que ele pudesse me ouvir apenas quando ele apontou a sua antena na direção do Pacífico. Tentamos várias coisas e concluiu que estávamos realmente conversando uns com os outros o caminho mais longo. HF propagação exibe comportamentos interessantes em diferentes momentos do dia e da temporada, e um caminho longo contatos são relativamente comuns. Hams experimento também com outras interessantes e incomuns de propagação-terrestre modos na região de microondas. Em 2010, um grupo de amadores franceses e suíços se aproveitou do ducto-a evaporação da camada horizontal na baixa atmosfera cerca de 10 a 20m acima da superfície do oceano no qual os sinais de rádio são orientadas, ou conduzidos, e em que eles experimentam menor atenuação do que que deveriam. Os amadores usou esse duto para estabelecer contatos de duas vias de voz SSB entre Cabo Verde e Portugal, nas freqüências de 5,7 e 10 GHz, uma distância de 2700 km, ou cerca de 1700 milhas. Potência do transmissor foi de 15 a 25W, e as antenas eram pequenos, aproximadamente 1m de diâmetro pratos. Há alguns anos, ganhador do Prêmio Nobel astrofísico Joe Taylor, ligue para assinar K1JT, desenvolveu o WSJT (fraco-sinal Joe Taylor) conjunto de protocolos e esquemas de modulação para vários tipos de VHF / UHF comunicações. Em circunstâncias normais, sinais VHF e UHF podem ter comprimentos de trajeto de apenas algumas dezenas ou centenas de quilômetros de extensão, dependendo do terreno, o ganho da antena, e poder. WSJT mudanças nesse cenário. Uma versão do protocolo de utilização alvos nos caminhos RF-refletindo de trilhas de meteoros ionizadas, que duram apenas uma fração de segundo.Ele transmite uma sequência de 30-sec-longo de quatro tom-FSK, a uma velocidade aproximadamente equivalente a 100 palavras por minuto, ou 441 baud, num esforço para obter bits suficientes sobre o caminho de curta duração, para permitir uma troca de sinais de chamada e relatórios de sinal. Estações se revezam transmissão e recepção, trocando alguns detalhes para verificar se cada extremidade do caminho, com sucesso, detectados e decodificados os sinais.Embora o exército dos EUA durante muitos anos utilizado dispersão de meteoros, o modo em geral, exige antenas enormes e de alta potência para ter sucesso. Sistema de Taylor traz meteoro dispersão de comunicações para os proprietários de estações relativamente pequenas.

Outro modo WSJT é terra-a-lua-de-terra, ou "lua-de rejeição", de comunicações, que usa a lua como um passivo, e não muito eficiente, refletor. Sinais de 144 MHz quicando o retorno da lua à Terra cerca de 2,5 seg mais tarde e cerca de 250 dB mais fraco do que quando eles deixaram ( Figura 7 ). Esse número não é um erro, a perda de percurso é de 250 dB.

Hams têm há décadas pulando sinais fora da lua, mas apenas aqueles com transmissores de energia integral, receptores muito sensíveis, e antenas enormes poderia realizá-lo usando o CW tradicional ou modos de voz SSB. Supondo uma potência do transmissor de 1000W, ou 60 dBm, e ganho da antena de 20 dBi, tanto o transmissor eo receptor, o sinal recebido é -150 dBm. Um receptor de alta performance pode detectar este sinal fraco em uma largura de banda estreita. Amadores ocasionalmente usado o conhecido 1000-pé antena de rádio-astronomia-prato em Arecibo, Porto Rico, para lua-de rejeição experimentos. Na banda amadora em 432 MHz, o prato tem cerca de 60 dB de ganho e permite duas vias contatos com estações simples em ambos os modos SSB e CW. WSJT Taylor sistema lua-bounce usa uma seqüência de quase um minuto de duração de 65 - tom de modulação FSK, com uma quantidade considerável de built-in de codificação e correção de erros. Felizmente, a codificação e descodificação estão bem dentro das capacidades de processamento de um PC moderno, que pode descodificar sinais 24-28 dB abaixo do ruído em uma largura de banda 2,4 kHz. Estações com simples transmissores e antenas de 100W não maiores do que as antenas de TV agora rotineiramente fazer contato com estações de muitos milhares de milhas de distância, desde que ambos são capazes de "ver" a lua. radioamadores também usaram outros satélites além da Lua para a comunicação. Ao longo dos anos, os amadores têm concebidos, construídos, e lançou mais de 100 satélites, que normalmente levam um ou mais faróis, canais de telemetria para várias funções de manutenção e estudante experiência-cargas, e um ou mais transponders, que usam uma banda amadora para a uplink e outro para o downlink. ARISSat (Radio Amateur Satellite na Estação Espacial Internacional) -1 foi lançado durante uma caminhada espacial de dois cosmonautas. Muitos astronautas e cosmonautas realizaram amador de rádio-licenças. A ARRL (Radio Relay League americana) programa ARISS frequentemente organiza contatos de demonstração entre astronautas a bordo da ISS e grupos escolares. A ARRL tem sido a associação nacional de presuntos de quase 100 anos. Ela publica uma série de livros sobre praticamente todos os aspectos do hobby, juntamente com guias de estudo e manuais.





Rádio Ham pode adicionar uma nova dimensão a um hobby que você já pode prosseguir. Alguns presuntos combinam orientação com rádio-direção encontrar em "raposa caça." Os organizadores esconder uma série de pequenos transmissores de rádio em uma área designada que cobrem a poucos quilômetros quadrados, e os competidores devem usar um rádio portátil e uma antena direcional para localizar cada um dos "raposas." A combinação de habilidades técnicas e habilidades para execução torna um esporte competitivo. Outra atividade combina caminhadas na montanha com o hobby de rádio amador. Os caminhantes carregam leves, movidos a bateria rádios e antenas portáteis para tirar proveito da propagação de sinal excelente possível a partir de altitudes elevadas. Ambos os operadores que ficam no ar a partir de muitas cimeiras e aqueles que entre em contato com eles pode ganhar prêmios nesse esporte. Além disso, muitos marinheiros obter suas licenças de presunto e instalar equipamento amador em seus barcos para lazer e como backups de emergência, se todos os outros sistemas de rádio a bordo não. Para aqueles que são ativos em suas comunidades, rádio-amador grupos muitas vezes coordenar com o público local e regional -segurança agências para fornecer comunicações de emergência, quando tudo mais falhar. Embora a maioria com fios e sem fios de comunicações sistemas contam com infra-estrutura que podem não sobreviver a catástrofes naturais ou provocadas pelo homem, um radioamador precisa de apenas um rádio, uma bateria, e um pedaço de arame para entrar no ar.




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