Comments 143
Мне кажется, или это какой-то бред? Как вы видите процесс передачи данных? На одном конце работает телевизор, на другом камера? Какие данные вы собираетесь передавать и как работает передатчик? Это картинки или лучи лазера? Вас не смущает среда передачи данных? Даже РРЛ не идеально работает при плохой погоде.
Даже РРЛ не идеально работает при плохой погоде.
Оптическое радио будет иметь смысл в сетях 6G, радиус действия которых будет не больше сотен метров (а то и десятков). Есть линза или нет, это никак не влияет на затухание в среде передачи
Мне кажется, что чувак давно мертв, а из его аккаунта пишет Терминатор. Ждет, когда в каменты зайдет Джон Коннор, чтобы вычислить его по IP.
А какая разница, кто пишет? Выставлена идея для обсуждения, по ней есть мнение?
Нейроидею предлагаю обсуждать нейрокомментаторам ;)
Данные передаются из радиопередатчика в радиоприёмник любым видом модуляции как обычно. Отличие только в том, что волна передатчика фокусируется радиолинзой на антенне приёмника. Волна от другого передатчика фокусируется этой линзой на антенне другого приёмника. Первые радиолокаторы с радиолинзами появились в 60-х годах.
То есть в капюшоне я по телефону не поговорю? И в туалете связь ловить не будет.
А вас не огорчает тот факт, что вы не видите, что творится сзади, а в капюшоне даже и по бокам? Каким образом сочетать разные технологии связи - нужно думать, для этого есть международные консорциумы, институты и т.д. Если у человека будет возможность иметь на телефоне обычную связь в обычном режиме и в 100 раз более быструю в режиме прямой видимости с базовой станцией (как сейчас телефон работает и в GSM, и в LTE), он не будет против повернутся к базовой станции.
Я в закрытой комнате сижу. И БС меня не видит. Куда ни повернусь везде стены. Связи нет. Зачем такая связь?
Чем вас не устраивает связь в сети 5G? Но если вместо единиц гигабит/с вам нужны будут десятки и сотни гигабит, придется выйти в прямую видимость с БС. Никого же не возмущает, что если хочешь видеть, нужно открыть глаза и повернуть голову в нужную сторону.
Это не ответ на мой вопрос. Снижение скорости это одно. В случае оптики там теряется сразу всё.
Это не единственный канал в телефоне. Никто же не отменил GSM при переходе к 3G, 4G и 5G. Это или дополнительный мобильный канал, или основной канал для стационарных пунктов, как РРЛ.
В РРЛ тоже сразу теряется все, если отвернуть тарелку
Как выглядит в данном случае передатчик? Светодиод, лампочка или лазер?
Это обычный радиопередатчик и обычный радиоприемник. Просто перед приемником стоит пенопластовая радиолинза (это кажется смешным, но это правда, реально)
Обычный радио - это уже не оптический. В чем новшество?
Оптическое радио - это множество радиоканалов на одной частоте. При тех же передатчиках и приемниках, но с антенными решетками и радиолинзами.
Мне кажется, вы не понимаете о чем говорите.
Что такое оптика? Электромагнитная волна на частоте видимого спектра ещё не оптика.
Что значит много каналов на одной частоте? Как они друг другу не мешают при этом?
Я под оптикой имею в виду пространственное разделение каналов линзой. В линзовой оптике нет интерференции между каналами, а без линзы - интерференция делает невозможной передачу картинки. Снимите объектив с фотоаппарата - что он зафиксирует?
В этом и проблема взаимопонимания. Вы используете общепринятые слова и выражения в своих личных значениях со своими определениями.
Значит вы не про видимый глазу свет говорите? А про электромагнитные волны определённой частоты? И линза ваша это антенна?
Потому что в общепринятых определениях свет это всё-таки ещё и фотоны.
Да, термина "оптическое радио" нет, пришлось его придумать. Я говорю, что в диапазонах электромагнитных волн длиной 1 микрон и 10 сантиметров используются разные принципы разделения каналов - в первом случае пространственный с помощью линзы, во втором - частотный с помощью покупки за бешеные деньги частотных разрешений. И поэтому предлагаю разделять радиоканалы не разносом частот, а установкой радиолинзы перед массивом приемников. А все передатчики (например, телефоны) работают на одной частоте. В случае с телефонами - только на передачу. Прием тоже можно будет сделать, когда произойдет переход в терагерцовый диапазон
Один вопрос : в чем преимущество перед существующими системами передачи на нескольких соседних частотах? Или может получиться передать сотню каналов на одной частоте?
PS Минусующие комментаторы либо не внимательно прочитали статью, либо не совсем поняли суть.
Когда частот хватает на всех, всё хорошо. Но у нас до сих пор нет 5G, потому что нет частот. В то же время у каждого в камере телефона миллионы пикселей, каждый из них получает свою информацию, все на одной частоте (в одном узком диапазоне, но точно так же будут работать и при монохромном освещении строго на одной частоте) и не жалуются на нехватку частот и интерференцию. Все дело в пространственном распределении световых волн, выполняемом линзой. Сейчас, когда связь переходит в терагерцовый диапазон, самое время начать использовать оптическое радио (не везде, а там, где это будет эффективно).
Собираюсь провести эксперимент, используя пару SDR на частоте 2,5 ГГц и пенопластовую линзу. Рассчитываю форму и размер линзы. Рассматривал вариант водяной линзы, но не нашел линзу от старого телевизора
сначала почитайте про диэлектрическую постоянную ε. А то получится, что ваш пенопласт на 2.4 ГГц не заработает должным образом.
У вас кстати рассуждения явно не человека, плавающего в радиотехнике и технике связи. Вершков нахватались?
Ну да вершков базовых станций, построив три сотовых сети
да у вас стиль такой, читаешь - вроде бы слегка академический стиль и тут же в перемешку с какой-то эзотерикой. Такое имхо хорошо зайдёт в каком-нибудь научпоп журнале, но тут на хабре всётаки более менее научное сообщество. Если вот вы пишете, что "уже готовят эксперимент" там какой-то, ну так предоставьте пруфы, на статьи с science direct, Research Gate et cetra et cetra... Иначе выглядит как заготовка для РЕН ТВ. Ну вы сами видите обратную связь от людей, так что я вам тут Омерику не открыл к данному моменту.
Я не ощутил на хабре научной атмосферы. Когда по материалам своей статьи в научном журнале и тем же языком я написал на хабре, то получил отзыв:
Вроде слова умные есть в статье, но будто бред сумасшедшего прочитал. Слишком много фантастических домыслов и преувеличений.
Чтобы как-то показать реальность темы написал про подготовку эксперимента, но я не собираюсь забегать вперед. Будут результаты - напишу, но в журнале, вряд ли теперь буду писать на хабре.
Я не ощутил на хабре научной атмосферы. Когда по материалам своей статьи в научном журнале
Ну каких материалах? Там меньше 5 страниц текста, на которые приходится одна формула и то не по теме статьи. Воды налито как в обзорной части диплома, обозначена некая идея и всё, с минимумом текстового обоснования. Такую статью студент за два вечера напишет. Я понимаю что вы доцент, статьи писать нужно, должны быть публикации, научная работа и вот это вот все. Но если она написана для галочки (4 соавторами, по 1.25 страницы на человека) - чего на хабр ее тащить?
И самое главное
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда
Серьезно, на это пошли деньги с гранта? Да статьи в которых антенну промоделировали и написали как классно вышло и то полезнее.
И только не надо опять с Циолковским себя сравнивать, ну не смешно.
обозначена некая идея и всё
Именно это и было целью. Кстати, в журнале она опубликована с пометкой "Для дискуссии". И публикация на Хабре сделана с целью обсудить идею, которая не претендует на новизну, но является незаслуженно забытой и нигде не используется. К сожалению, обсуждения не получилось, стиль обсуждения на Хабре - сказать "это бред", не разобравшись в сути, и никак не аргументировать.
Серьезно, на это пошли деньги с гранта?
За РНФ не волнуйтесь, эта идея не входит в план работ по гранту, он посвящён другой теме - посмотрите список моих публикаций на elibrary, там много и формул, и результатов математического моделирования, солидные журналы, монография, достаточный объем и ссылки на грант. А оптическое радио - интересная мысль, которая рано или поздно будет реализована, пока не знаю кем. Но я рад, что она пришла мне в голову.
И только не надо опять с Циолковским себя сравнивать, ну не смешно.
Циолковский приведён не для сравнения, а как пример того, что вклад в науку может быть сделан без единой формулы. Я так не могу, поэтому во всех других статьях хватает формул.
Кстати, в журнале она опубликована с пометкой "Для дискуссии"
Мне кажется вы не понимаете, что это равносильно публикации в колонке с анекдотами в газете Метро.
К сожалению, обсуждения не получилось, стиль обсуждения на Хабре - сказать "это бред", не разобравшись в сути, и никак не аргументировать.
Чтобы получать аргументированные ответы необходимо предоставить сколько-нибудь аргументированную позицию.
Что ещё более поразительно, вам предоставили ответы с аргументацией, но видимо с высоты кандидата наук непозволительно читать и вникать в суть вопроса.
Рекомендую вам, для начала, изучить курс радиолокации и систем сотовой связи. Тогда мы (от лица всего сообщества) сможем говорить с вами на одном языке.
Рекомендую вам, для начала, изучить курс радиолокации и систем сотовой связи. Тогда мы (от лица всего сообщества) сможем говорить с вами на одном языке.
Специально для вас опубликовал еще несколько статей на хабре, в том числе по цифровой радиолокации, помехоустойчивым каналам связи и др. Поговорим на одном языке? Приглашаю в комментарии по этим статьям.
а как пример того, что вклад в науку может быть сделан без единой формулы
Формула Циолковского вам о чем-то говорит?
Согласен, перегнул. Но в этом сборнике его работ формул нет
основные работы К. Э. Циолковского, в том числе и ранее не публиковавшиеся, в которых рассмотрены вопросы промышленного освоения космоса. Книга позволяет составить полное и целостное представление об этом направлении работы Циолковского. Многие из результатов, полученные великим ученым, имеют приоритетное значение для советской науки.
Открыл первые попавшиеся сканы работ Циолковского, например по дирижаблям. Общее введение, выкладка своей теории и пошло, цифры, статистика, формулы, иллюстрации. Отличный образец качественного труда. Да даже в труде с названием "звездоплавателям" с самого старта идет конкретика.
Ну а в его философских трудах сразу пишется, мол, картина общая, числа примерные, для широкого круга не специалистов. И то там расчеты приведены)
то, что вы описали, похоже на бред с натяжкой на ФАР с SAR. Нового ничего нет. В радарах действительно применяется давно. Для передачи данных не применяется, вероятно потому, что не имеет смысла по каким-то причинам. Скорее всего это стоимость. А ФАР и beam forming давно в телефонах используются. Видимо этого достаточно. Ну и запихать линзу в телефон у вас не получится.
Ну если так читать, то да. Но я много раз писал, что линза должна стоять на базовой станции перед антенной решёткой, а не в телефоне. И это позволяет обойтись без ФАР.
Для передачи данных не применяется, вероятно потому, что не имеет смысла по каким-то причинам. Скорее всего это стоимость. А ФАР и beam forming давно в телефонах используются
Для передачи данных не применяется, а в телефонах используется - для чего? Назовите телефон с ФАР
Серийное оборудование РРЛ 38 ГГц, 9 передающих антенн диаметром 30 см собраны в массив 3х3. Аналогично собраны антенны приемников. Перед массивом приемников установлена сферическая радиолинза диаметром около 1 метра
Чтобы кратность увеличения изображения одной линзой была 1:1, линза должна стоять ровно посередине между приёмниками и передатчиками.
А теперь угадайте, что же делает линза с излучением? Просто сдвигает фазу. Посередине чуть побольше, по краям - поменьше. И расходящийся фронт волны превращается в сходящийся. Ровно то же самое делает фазированная антенная решётка. Только она не весит тонну.
В глазу хрусталик не стоит посередине, объектив фотоаппарата и телескопа - тоже.
Линза выполняет пространственное разделение - волны с разных направлений пространства фокусируются на разных точках глазного дна, фотоматрицы, антенной решётки. Для организации многоствольной РРЛ нужно несколько стандартных пролётов (два и более) и одна радиолинза из пенопласта. Для 38 ГГц достаточно метрового диаметра. Такой кусок пенопласта не весит тонну.
Пенопласт на 99% состоит из воздуха с диэлектрической проницаемостью 1,00. Он мало что сделает с волной. Разве что немного рассеет, как капли дождя(((
Так глаз, фотоаппарат и телескоп не получают картинку в масштабе 1:1. Линза с фокусным расстоянием в 1 м уменьшит изображение передатчика, удалённого на 1 км в 1000 раз. И приёмные антенны придётся размещать с шагом в 0,3 мм, что на 1,5 порядка меньше длины волны этой РРЛ.
Дифракционный предел это называется. Он налагает ограничения на размер линзы, зеркала или антенны. Вот будет связь в терагерцовом диапазоне - тогда и линзу можно поставить. А пока проще те же фазовые сдвиги получить обработкой сигнала с того же числа антенн.
Радиолинзы: замедляющие и ускоряющие. Замедляющие – из полистирола, тефлона, полиэтилена, пенопласта и др. Показатель преломления n > 1. Ускоряющие – конструкция из кусков металла и воздушных промежутков между ними n < 1.
Я предлагаю только рассмотреть способ организации многоканальной радиосвязи на одной частоте. Конечно, это должен быть терагерцовый диапазон (6G) с сантиметровыми линзами и антенными решетками с миллиметровыми элементами. Дальность в 6G никто и не планирует делать километровую. Человек и глазами-то плохо видит на километр
Вся проблема - в дефиците частот. 2 года назад сети 5G работали уже в 100 странах мира и имели 1 миллиард абонентов. У нас 5G нет до сих пор. Почему? Нет частот. А для зрения частот всем хватает...
Для терагерцового диапазона, в котором собираются запускать сеть 6G к 2030 году, диаметр линзы будет сантиметровый
Не понял про (2), стадион. Ну, сфоткали. А отослали как? Опять "мобильная связь?"
Задача - человеку на второй трибуне получить фото человека на первой. Если он его сфоткал, ничего посылать не надо, фото у него уже есть. Это пример скорости передачи огромного количество изображений в одном пространственном канале на одной частоте. Свет, несущий изображение, доходит с первой трибуны на вторую со скоростью света. Я предлагаю делать то же самое на радиочастотах
А это не фазированная ли решетка на минималках? Продолжая пример с трибунами, при массовом фотографировании происходит же перенос общей картины трибуны параллельным способом. Чем-то похоже на фронт волны у фазированной антенны.
ФАР работает с одной волной (на одной частоте). Здесь нужна антенная решетка, но не фазированная, ее элементы - независимые антенны. Разделение каналов не фазовое, а пространственное - обеспечивается линзой. Каждый радиоканал, образованный передатчиком и элементом антенной решетки, подключенным к своему приемнику, работает совершенно независимо с любым видом модуляции. Да, кроме массива (решетки) антенн нужен массив приемников, но это дешевле частот (Минсвязи выставляет на аукцион диапазон частот для 5G за 24 МИЛЛИАРДА рублей)
Когда был ребенком в 90е, то втыкал в радиоточку ИК диод, а к наушникам подключал ИК фотодиод и на небольшом расстоянии, вот таким способом, получалось слушать "беспроводное" радио. Тихо конечно, но в ночной тишине, все было прекрасно слышно. Сейчас уже точно не помню, но подключал светодиод то ли через резистор, то ли через конденсатор (мало что понимал) так как горьким опытом спалил не один ИК диод, без ограничения :)
Но это ещё не всё. Т.к. радиоточки в моей комнате не было, я протянул 0.3 мм проволоку под плинтусом из родительской комнаты к своему абонентскому громкоговорителю, а вторым проводом стала батарея отопления в моей комнате. Так это и проработало до 2000 года :)
Как я понял, автор изобрел пространственное разделение каналов.
Вроде слова умные есть в статье, но будто бред сумасшедшего прочитал. Слишком много фантастических домыслов и преувеличений. Хоть свет и радиоволны имеют общую природу, но вот так примитивно мешать одно с другим нельзя.
Этот бред обсуждался на солидной конференции и опубликован в серьёзном журнале. Готовится эксперимент
То, что он обсуждался и то, что готовится какой-то там эксперимент не является аргументом. Описанное в статье не выдерживает никакой критики.
Не выдерживает критики потому что ее нет. С чем вы не согласны? Радиолинзы используются в радиолокаторах больше 50 лет и гораздо более сложным способом - для формирования узкого лепестка. Я предлагаю начать использовать простейший вариант - фокусировать радиоизображение на антенной решетке
Радиолинза размером с дом мало кого интересует. Можно прикинуть, на каких частотах работает свет, на каких радио, и как оно будет масштабироваться.
Вы удивитесь, но я прикинул перед тем, как писать. На частотах в диапазоне 5 ГГц, который сейчас выделяется для 5G, достаточно диаметра 1 метр. Это вполне можно поставить на базовой станции или в стволе РРЛ
Если в фокусе линзы меньше 10 000 антенн (всего лишь матрица 100х100) - не стоит и начинать. Прикиньте размер матрицы для начала.
Я не разрабатываю аппаратуру для конкретного применения, я только предложил способ уменьшить потребность в частотах для сетей 6G в терагерцовом диапазоне, которые должны поддерживать работу более миллиона терминалов на квадратном километре
Размер линзы должен быть зачительно больше длины волны. И линзой очень сложно управлять. И тут нам в помощь фазированная антенная решетка. Недавно изобрели, лет 50 как.
При длине волны 3 мм хватит диаметра линзы 10 см. Линзой управлять не надо, ее дело создавать радиоизображение на матрице элементарных антенн (кстати, линза дает усиление, поэтому можно обойтись малыми лепестками). И количество одновременно работающих каналов ограничивается только числом элементов матрицы, а в ФАР каждый момент времени работает один канал. А фокусировку волны линзой изобрели лет 500 назад. Остается сложный момент - как сохранить непрерывность связи при перемещении передатчика в пространстве. Это приводит к перемещению его изображения на другой элемент матрицы. Но здесь надо думать
В школу, срочно в школу ;)
Телескоп видели? А радиотелескоп? Линзами управлять все равно нужно. Но зеркалами дешевле.
Ну да, если у вас есть 10 000 независимых приемников (не только антенн), размещенных друг от друга на расстоянии значительно большем чем длина волны (прикидываем размер матрицы и размер линзы).. Можно конечно. Но оооочень дорого.
Про школу правильно. Вы не поняли смысл. Повторяю: аналогично тому, как на фотоматрице в фотоаппарате формируется изображение волнами длиной чуть меньше микрона, предлагается формировать радиоизображение волнами в 1000 раз длиннее. Размер элемента антенной решетки может быть 0,5 мм (по классике - полуволновой вибратор, а может быть и четвертьволновой, и меньше). Волноводы от элементов антенн идут к массиву приемников, которые могут быть размещены как угодно. Если это два стационарных узла (аналог РРЛ) все антенны и линзы юстированы и жестко закреплены. Если это базовая станция, линза установлена неподвижно перед антенной решеткой, направленной в заданный сектор. Телефоны могут находиться в любой точке сектора и даже перемещаться. Линза и антенная решетка неподвижны!
Вы не поняли. Промасштабируйте фотоаппарат в 1000 раз. Где то так.
Зачем? Масштабируется только антенная решётка, но не 100 мегапикселей, 100*100 достаточно
Расстояние между приемниками - значительно больше длины волны. Раз в 10 хотя бы. Иначе из за интерферренции ничего не разобрать. Какой получится размер матрицы? Какого размера нужна линза?
Все зависит от длины волны. Я не даю готовых аппаратных решений, я изложил способ. Попов при демонстрации радио вообще принимал грозовые разряды, а не интернет-трафик. Нужно было закрыть его работу?
Ну так у грозоотметчика Попова с интернет- траффиком ничего общего нет, и не планировалось никогда ;)
У радистов есть свои формулы и теория, почему они так не делают, а делают иначе. Но на лекции для колхозников - просто сопоставьте длину волны света и радиоволны и промасштабируйте фотоаппарат. И про обьектив не забудьте, желательно длиннофокусный. Оптика - сложное.
У радистов исторически не изжит подход - создание последовательного канала точка-точка. Только сейчас начинают появляться работы про излучающие и принимающие поверхности (ссылка ниже). Оптический подход гораздо проще - нужно всего лишь для выбранной длины волны рассчитать диаметр и толщину линзы и установить ее на правильном расстоянии от антенной решетки, шаг которой тоже выбран с учетом длины волны. Еще раз напоминаю, что 45 лет уже работает радар с радиолинзами - гораздо более сложный вариант с линзами Люнеберга, формирующими управляемый узкий луч на относительно низких частотах, поэтому линзы имеют большой диаметр. Я никому ничего не навязываю, просто уверен, что через несколько лет это будет реализовано. Кем - не знаю. Попов тоже не знал про Маркони, и про то, что он получит патент на радио.
Оптический подход гораздо проще - нужно всего лишь для выбранной длины волны рассчитать диаметр и толщину линзы и установить ее на правильном расстоянии от антенной решетки
Для создания канала между неподвижными излучателями и приемниками - возможно (только применение не особо понятно, мимо в радиорелейке?). А каким макаром выполнять сканирование? Механическим поворотом антенн и перемещением линзы?
В статье критически мало технической конкретики.
Сканирование не нужно. Линза обеспечивает пространственное разделение каналов - с каждого пространственного угла излучение фокусируется на одном элементе (объектив фотоаппарата обеспечивает фокусировку излучения каждой точки объекта съемки на одной ячейке фотоматрицы). Для РРЛ - 9 приемных антенн (недостаток этого метода - в каждом пролете нужны 2 антенны - приемная и передающая) установленных за линзой, принимают излучение от 9 передающих. Антенны юстируются обычным способом. Получаем 9 пролетов на одной частоте. Не нужно никакого нового оборудования, кроме радиолинзы. Техническая конкретика будет в отчете заказчику
Кому сканирование не нужно? Вам может и не нужно, а всем остальным нужно. В чем смысл радиосистемы которая исключительно механически подгоняется в современном мире и при этом дальность ее работы исчисляется метрами?
Не нужно никакого нового оборудования, кроме радиолинзы
Чтобы получить что, кучу неудобств и ноль функционала?
Техническая конкретика будет в отчете заказчику
С таким подходом заказчик должен быть конкретным лохом.
Кому сканирование не нужно?
В радиооптике сканирование не нужно, во всех остальных областях она ничего не меняет. Можно, конечно, используя лазерное сканирование построить изображение оптической сцены, но зачем? Можно просто щелкнуть фотоаппаратом. Сканирование используется в радиолокации, в радиосвязи гораздо реже, только в специальных случаях. Ни в одной сотовой сети сканирование в пространстве с целью поиска телефона не выполняется.
Ни в одной сотовой сети сканирование в пространстве с целью поиска телефона не выполняется
Слово beamforming вам о чем-то говорит? А принцип тот же, только для построения многолучевой дн. Линзу при этом как перестраивать будете?
Как вы представляете использование beamforming на базовой станции, обслуживающей одновременно 1000 абонентов? А ITU-R требует обслуживать 1 млн. абонентов на квадратном километре. Вы в телефоне при фотографировании часто линзу перестраиваете? Поставили радиолинзу на базовой станции, она и стоит, обслуживает свой сектор - у всех телефонов в этом секторе сигнал передатчика принимается отдельным приемником. Зачем что-то менять, перестраивать? Телефон даже не знает, что работает через линзу - он излучает ту частоту, которую назначила базовая станция. Переместился в зону другой базовой станции - работает по классической технологии.
Как вы представляете использование beamforming на базовой станции, обслуживающей одновременно 1000 абонентов
Ээээээ, ровно так как это используется сейчас? Или вы думаете там тысяча лучей формируется? Есть несколько лучей, они перестраиваются в зоны с большим числом абонентов.
Вы в телефоне при фотографировании часто линзу перестраиваете?
Примерно каждый раз когда фокусировку произвожу?
Поставили радиолинзу на базовой станции, она и стоит, обслуживает свой сектор - у всех телефонов в этом секторе сигнал передатчика принимается отдельным приемником
Так что вы предлагаете, просто сформировать многолучевку, покрывающую весь сектор обзора бс? Тогда ваш пример в статье крайне странный, антенна на 38 ггц размером 30 см явно не имеет широкий луч, по соотношению габаритов к длине волны больше напоминает зеркальную антенну, а тогда при статичной многолучевке зона покрытия будет минимальна.
Ээээээ, ровно так как это используется сейчас?
Регулируемые антенны базовых станций позволяют регулировать диаграмму направленности, угол наклона, но не сканировать пространство. Это делается при перенастройке сети.
Примерно каждый раз когда фокусировку произвожу
Я сейчас на улице смотрел вдаль и четко видел объекты в нескольких километрах и в нескольких метрах в одном поле зрения. Хрусталик не перестраивался. Зачем это делать с радиолинзой?
Так что вы предлагаете, просто сформировать многолучевку, покрывающую весь сектор обзора бс?
Как раз наоборот - никаких лучей, одно поле изображения как на фотоматрице фотоаппарата. Теоретически максимальное количество каналов, которые могут работать одновременно на одной частоте определяется числом элементарных антенн в антенной решетке
Регулируемые антенны базовых станций позволяют регулировать диаграмму направленности, угол наклона, но не сканировать пространство. Это делается при перенастройке сети.
Изменение дн буквально делается абсолютно так же как сканирование одним лучом. Фазовое распределение и все.
Хрусталик не перестраивался
Значит вам в нии глаза, будут изучать чудеса вашей биологии. У обычных людей это так не работает.
Как раз наоборот - никаких лучей, одно поле изображения как на фотоматрице фотоаппарата
значит вы предлагаете разогнать ближнюю зону антенн до сотен метров и работать там по законам оптики? Боюсь тогда отношение габаритов одного приемника к длине волны сделает это неприменимым в реальности.
Изменение дн буквально делается абсолютно так же как сканирование одним лучом. Фазовое распределение и все.
Да, но один раз при монтаже базовой станции, а не бегает лучом за абонентом
Значит вам в нии глаза, будут изучать чудеса вашей биологии
Вы плёночным фотоаппаратом фотографировали? Резкость наводили при портретной съемке, при пейзажной не надо
значит вы предлагаете разогнать ближнюю зону антенн до сотен метров
Какова ближняя зона у элементарной антенны диаметром несколько миллиметров, на которую линзой фокусируется излучение частотой 100 ГГц? (Я все время говорю о 6G)
Да, но один раз при монтаже базовой станции, а не бегает лучом за абонентом
Нет, в 5g используется уже многолучевость и лучом бегают за группами абонентов. Где больше потребителей - туда локальный максимум дн.
Резкость наводили при портретной съемке, при пейзажной не надо
То глаз, то съемка, давайте не скакать с аналогии на аналогию?
Какова ближняя зона у элементарной антенны диаметром несколько миллиметров, на которую линзой фокусируется излучение частотой 100 ГГц?
Если линза не в её ближней зоне - будет соизмерима с размерами антенны. Только вы предлагали линзу перед антеннами бс ставить, я о них и говорил.
Где больше потребителей - туда локальный максимум дн
Но это не индивидуальный луч ФАР для каждого абонента. И в этом групповом луче каждому абоненту выделяется своя частота (если не учитывать TDMA).
То глаз, то съемка, давайте не скакать с аналогии на аналогию?
Не вижу никакой принципиальной разницы между хрусталиком с глазным дном и объективом с фотоматрицей. Хрусталик - линза, глазное дно - массив палочек и колбочек. Вы не согласны?
Только вы предлагали линзу перед антеннами бс ставить, я о них и говорил.
Антенну, естественно, придется заменить на решетку. Предполагаю, что размер решетки будет десятки сантиметров - метр. Перед ней линза, диаметр предположительно метр. Но я не разработчик антенных систем, я только предложил перенести способ получения информации, который используется 150 лет в одной области (фотографии), в другую - радиосвязь.
Но это не индивидуальный луч ФАР для каждого абонента
А где я писал что это так?
Но я не разработчик антенных систем
А я имею профильное образование по радиолокационным системам. Поэтому большинство тезисов вызывает глубокое недоумение.
Прочел кстати исходную статью. Воды много, конкретики мало, но хотя бы не предполагается использование этой идеи для работы бс с абонентами, только между самими бс. И в том и проблема линз что они исключительно стационарны.
А за фразу "чувствительность приемника определяется площадью линзы" на моей кафедре сразу можно незачет получить)
А за фразу "чувствительность приемника определяется площадью линзы" на моей кафедре сразу можно незачет получить)
Это просто сжатая форма, в расчете на то, что читатель вошел в курс. Чувствительность приемника определяется мощностью сигнала в дБм, при которой он имеет вероятность ошибки не хуже заданной. Мощность сигнала, попадающего на вход приемника, определяется апертурой линзы, т.е. площадью, с которой собирается энергия сигнала. Один и тот же приемник в комплекте с разными линзами будет иметь разное отношение сигнал/шум на входе. Это можно обобщить и говорить о зависимости чувствительности от диаметра (площади) линзы. Людям свойственно использовать сокращения в общении и опускать какие-то слова
Людям свойственно использовать сокращения в общении и опускать какие-то слова
Только это статья в научном журнале)
Это можно обобщить и говорить о зависимости чувствительности от диаметра (площади) линзы
Усиления антенны, а не чувствительности приемника.
Если в качестве приёмника рассматривать собственно приемник+антенна+линза, то увеличение диаметра приёмника повышает его чувствительность. Звучит пока странно, но привыкнуть можно. Если в науке не вводить новых понятий и не говорить о вещах, которые не проходили в институте, она умрет
Если в науке не вводить новых понятий и не говорить о вещах, которые не проходили в институте, она умрет
ага, только в данном случае это переименовывание давно известных и базовых вещей и к развитию науки отношения не имеет. А уж в научных статьях тем более неприемлемо.
Если в науке не вводить новых понятий и не говорить о вещах, которые не проходили в институте
Если в институте не проходили уравнение Максвелла.. я понимаю, не всем оно нужно, но кому не нужно - тот ничего нового в антеннах не придумает.
Я сейчас на улице смотрел вдаль и четко видел объекты в нескольких километрах и в нескольких метрах в одном поле зрения. Хрусталик не перестраивался.
Вам так кажется. Во 1х - перестраивается. Во 2х - мозг дорисовывает то, что нужно, и вам кажется, что все произошло автоматически.
Есть еще один вариант реализации оптического радио – не линзовый, а голографический прием. В плоскости приема фиксируется интерференционная картина волнового фронта, созданного массивом передатчиков (голограмма). По этой голограмме восстанавливается радиоизображение массива передатчиков в плоскости массива приемников таким образом, что радиоизображение каждого передатчика совпадает с положением соответствующего приемника. В результате создается множество каналов, работающих на одной частоте (или с одинаковым диапазоном частот) без межканальной интерференции.
Но это другая история для другой аудитории
Не обязательно ФАР переизобретать. Они давно уже используются.
Активные ФАР спокойно работают со множеством лучей одновременно. Направляя кучу разных сигналов в разные направления, и принимая аналогично. Угловое разрешение в первую очередь зависит от длины волны и размера, и оно такое же, как у линзы и тарелки. Не понятно, зачем решëтка с линзой, когда можно оставить только решëтку. В чëм выигрыш?
Цена одного канала с фазовращателем в активной ФАР порядка 100 $, цена решетки 100х100 получается миллион. В оптическом радио пространственное разделение обеспечивает линза, на каждый элемент решетки приходит энергия с одного пространственного угла, собираемая всей апертурой линзы. Антенная решетка в этом случае – просто матрица лепестков (как фотоматрица в фотоаппарате), линза формирует на ней радиоизображение. Для использования в РРЛ нужно поставить рядом несколько стандартных антенн, на нужном расстоянии установить радиолинзу нужного диаметра и кривизны и всё. Для использования на базовой станции сотовой связи нужно заменить панельную секторную антенну на матричную и поставить перед ней линзу. Все телефоны излучают одну частоту.
При построении сети 5G в Германии операторы предпочли заплатить за частоты 4 миллиарда евро, но не стали ставить ФАР на базовых станциях.
И что дальше с радиоизображением делать? Расшифровать матрицей размером 100х100?
Ну и годится такая схема только для стационарных аппаратов и на расстоянии прямий видимости. Телефон с линзой, которую нужно куда то наводить, я плохо представляю. Так на прямой видимости между стационарными передатчиками можно кинуть кабель с любым количеством каналом. Проще и надежнее.
Радиоизображение формируется на массиве элементарных антенн. Каждая антенна связана обычным волноводом со своим приемником. В итоге приемник получает сигнал только с одного передатчика, межканальной интерференции нет.
Для двухсторонней оптической радиосвязи в телефоне тоже должна быть линза и он должен смотреть на базовую станцию. Оставим эту половину технологии на будущее - 6G, а может и 7G. Сейчас можно реализовать прием базовой станцией сигналов всех телефонов (канал вверх, uplink) на одной частоте. Обратный канал (downlink) пусть работает по-старому. Получается снижение потребности в частотах в 2 раза (нужно платить не 4, а 2 миллиарда).
По поводу кабелей между стационарными передатчиками. Есть требование Международного союза электросвязи (ITU-R) к 5G : плотность подключений до 1 млн. устройств на квадратный километр. В каком городе можно кинуть миллион кабелей на каждом километре?
Для двухсторонней оптической радиосвязи в телефоне тоже должна быть линза и он должен смотреть на базовую станцию. Оставим эту половину технологии на будущее - 6G, а может и 7G.
Сейчас в телефонах стоит простейшая печатная антенна, на бс-ках стоят аналогично крайне простые антенны. Каким образом их функционал заменит линза? Если у вас есть технология изготовления линзы с электрически управляемой формой поверхности - тогда ладно. Но есть небольшие сомнения.
Во-первых, я отложил этот вопрос на будущее. Во-вторых, в литературе (журналах и книгах про 6G) уже обсуждается тема голографических метаповерхностей, выполняющих функции распределенных управляемых антенн (см., например, ссылку ниже). В-третьих, для радиооптики не нужны антенны изменяемой формы - на базовой станции перед матричной антенной ставится выпиленная из пенопласта или полистирола сферическая линза и никто больше с ней ничего не делает (ну, может, только повернут ее в другую сторону, где больше абонентов)
Оптика - сложное и прошло мимо. Без управляемой линзы, подобной хрусталику в глазу, не взлетит.
За это отвечает глубина резкости - начиная с какого расстояния нужно менять фокусное расстояние объектива. Глубина резкости изменяется фокусным расстоянием и диафрагмой. Далеко не у всех камер наблюдения эти параметры регулируются
Ну, поясните тогда. Вот 1 млн передатчиков, на матрице 1000х1000. Вот 1 млн приемников, хаотично разбросанных. Как линза догадается, какой луч куда направить? Картинка из учебника с линзой и деревом.жпг
Когда вы фотографируете толпу народа, как объектив фотоаппарата догадывается, куда направить луч? (Я все время говорю, что это будет работать на приеме сигнала от телефонов)
Когда вы фотографируете толпу народа, как объектив фотоаппарата догадывается, куда направить луч?
Ну, попробуйте как нибудь сфотографировать трибуну стадиона. И рассмотреть одновременно 10 людей в разных рядах. В 1 , 25 и в 50, например.
Если они далеко друг от друга, возьму широкоугольный объектив, если рядом и нужно рассмотреть подробности, возьму длиннофокусный. Но они будут в одном кадре и информация о них придет в один момент и на одной частоте, и никакой интерференции от этого не будет. Почему бы это не использовать в радиосвязи?
Вы спутниковую тарелку когда-нибудь настраивали?
Во-вторых, в литературе (журналах и книгах про 6G) уже обсуждается тема голографических метаповерхностей
И это не имеет ни малейшего отношения к вашей идее с линзой. Отражающие решетки идея давно не новая.
Если у вас есть мысли как создать перестраиваемую линзу - так их и озвучивайте. А если вся идея "сделал бы кто такую линзу, я бы ее ух как применил" так это фигня какая-то.
ну, может, только повернут ее в другую сторону, где больше абонентов
Так как повернут-то, механически? Это медленно, ненадёжно и неточно.
Написал выше - при необходимости настроить глубину резкости можно поставить диафрагму. Но лучше ставить линзу, обеспечивающую нужную неперестраиваемую глубину резкости. Множество оптических устройств имеют неперестраиваемые объективы.
А для многоствольных РРЛ вообще в принципе ничего перестраивать не надо.
Так как повернут-то, механически? Это медленно, ненадёжно и неточно.
Повернут только в случае необходимости изменения зоны покрытия, как сейчас крутят панельные антенны, закрепленные на трубостойках.
Нарисуйте эскиз прохождения лучей для предлагаемой РРЛ. Всё станет понятно.
Пользуясь оптической аналогией: вы пытаетесь спроецировать фотоматрицу одного фотоаппарата на другой 1:1 ?
Нарисуйте эскиз прохождения лучей для предлагаемой РРЛ. Всё станет понятно.
Стандартный рисунок из геометрической оптики: объект - линза - экран с изображением
Пользуясь оптической аналогией: вы пытаетесь спроецировать фотоматрицу одного фотоаппарата на другой 1:1 ?
Нет, не представляю, как это. Геометрическая оптика никак не привязана к фотонам, она работает на всех длинах волн любой природы, но меняется масштаб и материал линзы.
Если используется электромагнитная волна длиной не 0,7 микрона, а 3 миллиметра, то материал нужен не стекло, а пенопласт, и размер матрицы - десятки сантиметров. Остальное всё так же
Стандартный рисунок из геометрической оптики: объект - линза - экран с изображением
Размеры на нём проставьте. Расстояние между объектами, между изображениями, между объектом, линзой и экраном, размер линзы. Хотя-бы с точностью до порядка. Где вообще у вас хоть какой-то расчёт?
При масштабировании с 0,7 мкм в 3 мм (в 4000 раз, какие нафиг десятки см) по закону квадратов-кубов масса линзы уходит в небеса. Поэтому РЛС с линзой до сих пор одна единственная в мире, а ФАР используются повсеместно. Не только у военных, а, например, Starlink, или простейший вариант - MIMO на WiFi-роутере.
Поэтому РЛС с линзой до сих пор одна единственная в мире
В оригинальной статье чуваки предлагают использовать линзу люнеберга как перспективную для бс 5г и 6г. Это все какой-то мем...
Где вообще у вас хоть какой-то расчёт?
У нас с вами договор на выполнение этих работ? Я не знал.
масса линзы уходит в небеса
Если диаметр линзы будет на 2 порядка больше длины волны - это меньше метра. А масса метрового куска пенопласта...
ФАР используются повсеместно
Для организации большого числа одновременно работающих каналов на одной частоте?
Если диаметр линзы будет на 2 порядка больше длины волны - это меньше метра. А масса метрового куска пенопласта..
Для 1 (одной) антенны. Если у вас там матрица 100х100 - начинайте умножение ;)
Для организации большого числа одновременно работающих каналов на одной частоте?
Ну вообще-то в Старлинке именно так. Товарищ Маск может быть и богат, но частоты к этому времени уже достаточно плотно распределены.
Если диаметр линзы будет на 2 порядка больше длины волны - это меньше метра
... то угловое разрешение приёмника получается не более 0,7°. Полтора диаметра диска Луны. Соседнюю вышку РРЛ приёмник, конечно, различит. Но различить соседнюю антенну на той-же вышке - это фантастика.
Ну вообще-то в Старлинке именно так. Товарищ Маск может быть и богат, но частоты к этому времени уже достаточно плотно распределены.
И как в Старинке реализовано канальное уплотнение на одной частоте? Сверхбыстрая ФАР переключает луч между всеми потребителями? Тогда это TDMA . ФАР формирует одновременно сотни лучей, которые с летящего спутника держат на связи каждый своего абонента?
то угловое разрешение приёмника получается не более 0,7°. Полтора диаметра диска Луны
При 0.7° на дистанции 300 м это 3,5 метра. Но диаметр линзы можно сделать не 30 см, а метр. В 6G больших расстояний не будет
Нет проблем у активной ФАР сформировать много лучей. Это только у военных - $100 за элемент. У обычных людей - это не сильно отличается от микросхемы трансивера WiFi. Везде давно принцип SDR используется, и повернуть фазу и сложить и вычесть сигналы - это буквально 2 байта перемножить.
Я пример с РРЛ считал. РРЛ на дальность 300 м с 3,5-метровыми ушами нафиг никому не сдалась. Проще на её столбах оптику развесить.
Ну и при предельном угловом разрешении селективность между пространственными каналами дай-то бог в 6 дБ будет. Офигенно. Можно BPSK почти без ошибок передать.
Почему тогда у нас операторы готовы выложить 24 млрд. руб за диапазон частот 100 МГц для 5G? Заплатили бы за одну частоту и давно бы уже построили сети с активными ФАР на базовых станциях...
В чëм выигрыш?
В активной ФАР формирование луча происходит с участием всех элементов решетки, т.е. усиление антенны в направлении максимума ДН формируется всеми элементами. При формировании нескольких лучей усиление распределяется по всем лучам, и в предельном случае, когда число лучей равно числу элементов, усиления в каждом луче нет. Это лучше видно на примере излучающей решетки – вся энергия концентрируется в одном луче или распределяется по множеству. В случае линзового приема энергия с каждого направления в пространстве собирается всей площадью линзы и фокусируется на одном элементе решетки. Параллельно энергия с других направлений собирается той же площадью и фокусируется на других элементах. Максимальное число принимаемых сигналов, разнесенных по пространственным углам, равно числу элементов решетки. С максимальным усилением в каждом, без какого-либо управления фазами.
При формировании нескольких лучей усиление распределяется по всем лучам
Нет. Мощность распределится, усиление поменяется не так сильно.
Максимальное число принимаемых сигналов, разнесенных по пространственным углам, равно числу элементов решетки
И чем больше усиление линзы тем больше элементов нужно (потому что их дн сузится), для равномерного покрытия пространственного угла обзора. А так как приемопередатчик на каждый излучатель нужен все равно... Мы получаем фар без преимуществ фар.
без какого-либо управления фазами
Цифровое управление фазой дешево настолько, насколько это можно представить, минус немного кода? Не тянет на большое преимущество.
И чем больше усиление линзы тем больше элементов нужно (потому что их дн сузится), для равномерного покрытия
Это многокритериальная оптимизационная задача. Некоторые критерии: достигаемая скорость передачи, требуемый диапазон частот, зона обслуживания (угол и дальность), габариты и т.д. Мы не рынке, я не предлагаю готовый продукт. С Циолковского, когда он говорил об освоении космоса, не требовали чертежей ракеты для полёта Гагарина
А я переключаюсь, меня сейчас интересует голографическое радио
Я не стал говорить про гораздо более сложные варианты, например, голографические MIMO-поверхности для сетей 6G. Журнал IEEE тоже бред публикует?
обсуждался на солидной конференции и опубликован в серьёзном журнале
А можно инфу на какой конференции и в каком журнале?
Пример с трибунами стадиона - это в чистом виде мошенничество с цифрами. (или я по привычке ищу злой умысел там, где его нет (с))
Способом (1) человек передаёт портрет в мегапиксель. Пользуясь камерой весом порядка 2 г.
Способом (2) человек тоже получает портрет. Но портрет оказывается 3х4 пикселя. Несопоставимый объём информации.
И только взяв карманный такой телескоп (которые чаще делают с зеркалами, а не с линзами, из-за веса), штатив, и в хорошую погоду (без тумана, дождя, градиента температуры воздуха) способом (2) можно попробовать получить качество изображения, сравнимое с (1).
Это сравнение не аппаратных решений, а принципов передачи информации - параллельного и последовательного
С параллельным принципом в РРЛ, кроме очевидных (селективности, веса), учли ли вы повышение мощности излучения? Я вот про что:
Если регулятор разрешит увеличить мощность передатчика, скажем, с 1 кВт до 9 кВт, то оператору по-моему, проще поставить один более мощный передатчик с одной такой-же антенной. Этим оператор улучшит соотношение сигнал/шум в приёмнике в 9 раз, и в 9 раз поднимет скорость передачи в одном стволе.
Если регулятор не разрешит, а оператор поставит 9 антенн по 0,11 кВт каждая то всё наоборот. Скорость передачи в каждом стволе придётся снизить в те же 9 раз.
Оптическое радио