3D प्रिंटिंग जल्द ही कॉम्पैक्ट बीम जनरेटर्स के साथ दूरसंचार को बढ़ावा दे सकती है

चीन के शियान जियाटोंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में 3D-प्रिंटेड ऑर्बिटल एंगुलर मोमेंटम (ओएएम) वॉर्टेक्स बीम जनरेटर्स के प्रोटोटाइप प्रदर्शित किए। ये उपकरण 5जी/6जी वायरलेस नेटवर्क, इमेज स्कैनिंग और बहुत कुछ के लिए डेटा ट्रांसमिशन में सुधार कर सकते हैं। यहाँ कॉम्पैक्ट बीम जनरेटर्स और उनके द्वारा संचार को बेहतर बनाने की संभावना के बारे में जानने के लिए क्या है:

5जी/6जी की मांग

विश्वभर में विश्वसनीय 5जी/6जी नेटवर्क हासिल करने की दौड़ जारी है। चीन और अमेरिका जैसे देश इन मिलीमीटर-वेव (मिमी-वेव) वायरलेस सिस्टम को बेहतर बनाने के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहे हैं, क्योंकि वे भविष्य में मुख्य नेटवर्क प्रदाता बनना चाहते हैं। उल्लेखनीय है कि 5जी नेटवर्क डेटा प्रवाह, प्रदर्शन में सुधार और विलंबता को कम करने के लिए मिलीमीटर तरंगों का उपयोग करते हैं। आज, ये नेटवर्क उनके उपयोग में कहीं भी स्पष्ट, कुशल, हस्तक्षेप-प्रतिरोधी संचार प्रदान करते हैं।

ऑर्बिटल एंगुलर मोमेंटम (ओएएम) वॉर्टेक्स बीम जनरेटर्स

उच्च-क्षमता वाले डेटा स्ट्रीम उत्पन्न करने के लिए, शोधकर्ताओं ने विभिन्न तरीकों की जांच की है। एक विशेष रूप से दिलचस्प तरीका जो संभावना का प्रदर्शन करता रहता है वह ऑर्बिटल एंगुलर मोमेंटम (ओएएम) वॉर्टेक्स बीम जनरेटर्स है। ये उपकरण ऑप्टिकल वॉर्टेक्स बीम उत्पन्न और हेरफेर करते हैं जो एक स्पाइरल चरण के कब्जे में होते हैं।
इन उपकरणों में एक ऑप्टिकल डिवाइस के परिधि के चारों ओर लंबाई के साथ रैखिक रूप से भिन्न ऑप्टिकल पथ शामिल होते हैं ताकि ट्विस्टिंग लाइट बीम उत्पन्न किए जा सकें। यदि सही ढंग से निर्मित और उपयोग किया जाए, तो ये उपकरण महत्वपूर्ण रूप से स्पेक्ट्रल दक्षता और संचार क्षमता में सुधार करते हैं।

वर्तमान ओएएम वॉर्टेक्स बीम जनरेटर्स के निर्माण की समस्याएं

वोर्टेक्स बीम जनरेटर्स को 5जी/6जी संचार के भविष्य के रूप में देखा जा रहा है, लेकिन इन उपकरणों को दैनिक एकीकरण के लिए उपयुक्त बनाने के लिए कई मुद्दों का समाधान करने की आवश्यकता है। एक के लिए, वर्तमान बीम जनरेटर्स की दक्षता कम है। आज के इकाइयां अधिकतम बीम उत्पादन प्रदान नहीं करती हैं और सर्वर बैंडविथ सीमाओं का सामना करती हैं।

बीम जनरेटर्स फैब्रिकेशन लागत

आज के बीम जनरेटर्स के साथ एक और बड़ा नुकसान यह है कि उनकी निर्माण लागत बहुत अधिक है। इन उपकरणों को अत्यधिक सटीकता की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, उनकी एक जटिल निर्माण प्रक्रिया हो सकती है जो यदि गलत तरीके से की जाती है, तो उपकरण को अवांछित हस्तक्षेप के लिए कमजोर बना सकती है।

बीम जनरेटर्स अध्ययन

हाल ही में ऑप्टिका पब्लिशिंग ग्रुप पत्रिका ऑप्टिक्स एक्सप्रेस में प्रकाशित अध्ययन¹ इन उपकरणों के लिए एक नई निर्माण विधि पेश करता है जो सटीकता में सुधार और लागत को कम करने में मदद कर सकती है। अध्ययन एक नए 3डी प्रिंटिंग तरीके को पेश करता है जो उच्च-क्षमता वाले वोर्टेक्स बीम उत्पन्न करने में सक्षम ओएएम बीम जनरेटर बना सकता है।
शोधकर्ताओं ने विशेष रूप से एक का-बैंड वायरलेस संचार प्रणाली के लिए एक एंटेना प्रणाली के रूप में कार्य करने के लिए उपकरण का निर्माण किया। उपकरण में विभिन्न सुविधाएं शामिल हैं, जिनमें हस्तक्षेप फिल्टर, पावर डिवाइडर, फेज शिफ्टर, ट्रांसमिशन लाइन और रेडिएटर्स एक ही मुद्रित इकाई में एकीकृत हैं।

3डी-प्रिंटेड ओएएम बीम जनरेटर्स

ओएएम बीम जनरेटर को एक एकल डिजाइन और सिलेक्टिव लेजर मेल्टिंग (एसएलएम) 3डी-प्रिंटिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग करके मुद्रित किया गया था। शोधकर्ताओं ने उपकरण का निर्माण मिश्र धातु का उपयोग करके और हवा से भरे अंतराल के साथ किया। इस डिजाइन से यह सुनिश्चित हुआ कि उपकरण का उपयोग करते समय न्यूनतम डाईलेक्ट्रिक हानि होगी।
पिछले प्रयासों में अधिक प्रभावी बीम जनरेटर्स बनाने के लिए कई शक्ति उपकरणों और फेज शिफ्टर्स को एकीकृत किया गया था। इन परीक्षणों में पाया गया कि यह संरचना हस्तक्षेप और डाईलेक्ट्रिक हानि को बढ़ाती है। इस प्रकार, एकल-मेटल एक-टुकड़ा निर्मित इकाई को कार्यों के लिए सबसे अच्छा डिजाइन माना गया।

पावर डिवाइडर

नई डिजाइन में लाभ-फिल्टरिंग सुविधाएं शामिल हैं जो सटीकता और संवेदनशीलता में सुधार करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। टीम ने आठ-फेज देरी लाइनों के साथ आठ-फेज पावर फिल्टर डिवाइडर बनाया जो ट्विस्टेड वेवगाइड्स के साथ जुड़े हुए थे ताकि संकेतों को अलग किया जा सके और उन्हें निर्दिष्ट मार्गों के माध्यम से भेजा जा सके जो हस्तक्षेप को काटने के लिए डिज़ाइन किए गए थे।

एकीकृत लाभ-फिल्टरिंग

हस्तक्षेप को समाप्त करने से कई उद्देश्यों की पूर्ति होती है। एक के लिए, यह अधिक बैंडविथ की अनुमति देता है, जिसे अधिक डेटा ले जाने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, यह शोधकर्ताओं को उन संकेतों को बारीकी से ट्यून करने की अनुमति देता है जिन्हें वे प्राप्त करना चाहते हैं, स्रोत पर अवांछित संकेतों को समाप्त करते हैं। वहां से, संकेतों को एक सर्कुलर एंटेना सरणी में उनके संरेखण को अंतिम रूप देने के लिए भेजा जाता है।

बीम जनरेटर्स कंप्यूटर सिमुलेशन

टीम ने तब अपने बीम जनरेटर को और भी बारीकी से ट्यून करने में मदद करने के लिए उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन को एकीकृत किया। सिमुलेशन ने टीम को हजारों परीक्षण चलाने की अनुमति दी ताकि वे इन-बैंड सिग्नल ट्रांसमिशन और प्रभावी आउट-ऑफ-बैंड दबाव में सुधार करने वाले सटीक डिजाइन का पता लगा सकें।

बीम जनरेटर्स अध्ययन परिणाम

अध्ययन के परिणाम आशाजनक हैं। एक के लिए, नया उपकरण भविष्य के वायरलेस संचार प्रणालियों में ओवरलोड समस्याओं का समाधान करने में मदद कर सकता है। टीम ने पाया कि उपकरण ने हस्तक्षेप को कम किया, मुख्य संकेत को बढ़ाया और ओएएम बीम प्राप्त करने में सक्षम था जिसका मॉडल संख्या l = +1 थी।
इन उपकरणों को टावरों में एकीकृत करने से ओवरलोड समस्याओं का समाधान हो सकता है। वे छोटे हैं और बड़ी भीड़ के दौरान अस्थायी या स्थायी रूप से स्थापित किए जा सकते हैं ताकि नेटवर्क पर डेटा ओवरलोड को कम किया जा सके। यह दृष्टिकोण गिरे हुए कॉल और धीमी नेटवर्क कनेक्शन को कम करेगा।
टीम ने यह भी पाया कि सभी-मेटल संरचना उपकरण के संचालन के लिए लाभदायक थी। विशेष रूप से, यह पारंपरिक तरीकों की तुलना में उच्च विकिरण दक्षता और अधिक शक्ति संचालन क्षमता प्रदर्शित करता है। इकाई ने 80% सिग्नल शुद्धता का उत्पादन किया, जो पिछले तरीकों से एक बड़ा सुधार है। इसके अलावा, मुख्य दिशाओं में आउट-ऑफ-बैंड दबाव 30 डीबी से अधिक था।

कॉम्पैक्ट बीम जनरेटर्स के लिए संभावित अनुप्रयोग

इस प्रौद्योगिकी के लिए कई अनुप्रयोग हैं, जिनमें 5जी/6जी वायरलेस संचार प्रणालियों के बुनियादी ढांचे शामिल हैं। इन मिलीमीटर-वेव वायरलेस सिस्टम को अधिकतम डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए हस्तक्षेप को ट्यून आउट करने की आवश्यकता होती है।

दूरस्थ संवेदन और इमेजिंग

इस उपकरण का एक और महत्वपूर्ण उपयोग दूरस्थ संवेदन और इमेजिंग प्रणालियों में सुधार करना है। ये उपकरण वर्तमान विकल्पों की तुलना में अधिक विवरण प्रदान कर सकते हैं, जिससे शोधकर्ताओं को घने जंगल, जलमग्न या रेगिस्तान में दफन स्थानों की अधिक विस्तृत स्कैनिंग करने की अनुमति मिलती है।

सैन्य उपयोग

माइक्रोवेव रडार प्रणालियों का उपयोग मल्टी-टार्गेट ट्रैकिंग में सुधार करने में मदद कर सकता है। आज का युद्ध छोटे, सस्ते, आसानी से उत्पादित और विभिन्न कार्यों के लिए फिट होने वाले अनमैन्ड सिस्टम पर निर्भर करता है। इन उपकरणों को ट्रैक करना सैन्य अभियानों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है। ओएएम बीम जनरेटर्स का उपयोग इस कार्य में सुधार करने में मदद कर सकता है, संभावित रूप से जीवन बचा सकता है।

कॉम्पैक्ट बीम जनरेटर्स बाजार में लाते हैं लाभ

इस शोध से कई लाभ हैं। एक के लिए, निर्माण प्रक्रिया पारंपरिक तरीकों की तुलना में कम महंगी है जिनमें विभिन्न स्थानों पर विभिन्न घटकों का निर्माण और फिर एक असेंबली संयंत्र में शिपिंग शामिल है। 3डी प्रिंटिंग तरीके को अतिरिक्त चरणों की आवश्यकता नहीं है।

एकीकृत लाभ-फिल्टरिंग

मुख्य लाभों में से एक एकीकृत लाभ-फिल्टरिंग है। शोधकर्ताओं ने अपने उपकरण के सटीक आकार के सिमुलेशन चलाए ताकि वे वांछित संकेतों को बढ़ावा देने और चैनल भर में हस्तक्षेप को कम कर सकें। क्योंकि इसमें कोई चलती भाग नहीं है और पूरा उपकरण एक ही इकाई है, यह क्षमता एक बड़ा बढ़ावा है।

कम लागत

एकल इकाई को प्रिंट करना बाहरी घटकों को इकट्ठा करने और असेंबल करने की तुलना में बहुत सस्ता है। एकल संरचना के तत्व असेंबली लागत को कम करते हैं। इसका मतलब यह भी है कि इन उपकरणों को जहां भी आवश्यकता हो वहां 3डी प्रिंटिंग सुविधाओं पर बनाया जा सकता है।

सटीकता

बीम जनरेटर डिजाइन का मुख्य लाभ यह है कि यह प्रत्येक बार घटकों के सटीक संरेखण प्रदान करता है। कई भागों का उपयोग करके इस स्तर के संरेखण को प्राप्त करना बहुत मुश्किल और समय लेने वाला होगा। 3डी प्रिंटिंग एलॉय एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग विधि ने टीम को जटिल डिजाइन बनाने की अनुमति दी जो सिग्नल ट्रांसमिशन को बेहतर बनाते हैं और कोई चलती भाग नहीं है।

बीम जनरेटर्स शोधकर्ता

परियोजना पर मुख्य शोधकर्ताओं में जियानक्सिंग ली और युआनक्सी काओ शामिल थे, जो चीन के शियान जियाटोंग विश्वविद्यालय से हैं। अब, टीम अपने आविष्कार की क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए विभिन्न आवृत्तियों और संकेतों पर अपने परीक्षण का विस्तार करना चाहती है। उनका लक्ष्य सिग्नल ट्रांसमिशन और नियामक मानकों के बीच सीधा संतुलन खोजना है।

3डी प्रिंटेड बीम जनरेटर्स अध्ययन से लाभान्वित होने वाली कंपनियां

कई कंपनियां इस अध्ययन में प्रस्तुत प्रौद्योगिकी को एकीकृत करके अपने प्रस्तावों में बड़ी बढ़त हासिल कर सकती हैं। ये कंपनियां दूरसंचार क्षेत्र से लेकर 3डी प्रिंटिंग फर्मों और सैन्य तक हैं। यहां दो फर्म हैं जो आने वाले महीनों में इन विकासों से लाभान्वित हो सकती हैं।

1. मटेरियलाइज NV

बेल्जियम स्थित मटेरियलाइज NV (MTLS ) ने 1990 में बाजार में प्रवेश किया। इसके संस्थापक, विलफ्रेड वैनक्रेन और हिल्डे इंगेलारे, व्यवसायों के लिए एक स्टॉप शॉप बनाना चाहते थे जो एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सॉफ्टवेयर और 3डी प्रिंटिंग समाधानों की तलाश में थे। आज, यह एक तेजी से बढ़ती हुई, टिकाऊ 3डी प्रिंटिंग उत्पादन प्रदाता के रूप में कार्य करता है।