Nutzung der Rolle dynamisch rekonfigurierbarer Antennen

Jul 21, 2023

27. Juli 2023

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von Research

Wir leben heute im Bereich der Industrie 4.0, einem digitalen Paradigma, das sich auf die Integration modernster Computer- und Digitaltechnologien in globale Industrien bezieht. Zu den Schlüsseltechnologien in Smart Industries und Smart Factories gehören das industrielle Internet der Dinge (IoT), intelligente Industriesensoren, maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz, Cloud Computing, fortschrittliche Robotik, erweiterte und virtuelle Realität, digitale Zwillinge und intelligente adaptive Kommunikation.

Bei all diesen Technologien ist eine zuverlässige drahtlose Konnektivität von größter Bedeutung. Da eine Antenne das Rückgrat eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks ist, ist es an der Zeit, den Designprozess und die zugehörigen Frequenzbänder zu verstehen, um den Weg zur industriellen drahtlosen Kommunikation zu ebnen.

Industrielle drahtlose Kommunikation ist für die Steigerung der Produktivität und Effizienz in Fertigungsabläufen von entscheidender Bedeutung. Die Datenübertragung in Echtzeit ermöglicht schnelle Entscheidungen und minimiert Ausfallzeiten. Darüber hinaus ermöglicht die drahtlose Konnektivität die Fernüberwachung und -steuerung in industriellen Umgebungen, was zu sichereren Abläufen führt und die Notwendigkeit persönlicher Inspektionen an gefährlichen Orten verringert.

Die Forscher der Gruppe „Communication, Sensing and Imaging“ der University of Glasgow haben ein umfassendes Übersichtspapier zu den wichtigsten technologischen Aspekten von Industrie 4.0 und darüber hinaus vorgelegt. Es wird ein harmonisierter Überblick über den Weg der industriellen Revolution, die industrielle Kommunikationsinfrastruktur, wichtige Leistungsanforderungen und potenzielle Sub-6-GHz-Frequenzbänder gegeben. Auf dieser Grundlage werden hochmoderne intelligente Antennendesignlösungen wie dynamisch rekonfigurierbare Antennen eingehend geprüft und hervorgehoben.

Dynamisch rekonfigurierbare Antennen haben das Potenzial, drahtlose Kommunikationssysteme zu schaffen, die flexibel und veränderbar sind und eine effektive Strahlformung und Strahllenkung in eine Reihe von Richtungen und Frequenzen ermöglichen. Intelligente Antennen bieten eine höhere Signalqualität, mehr Kapazität und eine bessere Nutzung des verfügbaren Spektrums und verbessern so die Gesamtleistung drahtloser Netzwerke. Dies mildert die Hindernisse der herkömmlichen kabelgebundenen Kommunikation in Branchen, die unbeweglich, nicht skalierbar und teurer sind.

Die intelligenten Antennen können durch effiziente drahtlose Konnektivität bei intelligenter Industrielogik, hochauflösender videobasierter Fehlererkennung und -überwachung, automatischer Fabriksteuerung sowie visueller Fernüberwachung und -steuerung helfen.

Am Ende des Beitrags werden einige spannende zukunftsweisende Forschungsrichtungen hervorgehoben, die erstaunliche Aussichten und ein enormes Potenzial für industrielle Anwendungen der nächsten Generation bieten. Zu diesen Bereichen gehören intelligente reflektierende Oberflächen für die Smart-Factory-Kommunikation, Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO)-Antennentechnologie sowie Millimeterwellen- und Terahertz-Kommunikation.

Die Arbeit ist in der Zeitschrift Research veröffentlicht.

Mehr Informationen: Abdul Jabbar et al., Leveraging the Role of Dynamic Reconfigurable Antennas in Viewpoint of Industry 4.0 and Beyond, Research (2023). DOI: 10.34133/research.0110