ניו-טק מגזין | מאי 2026 | המהדורה הדיגיטלית

תדרים גבוהים והשלכותיהם המעבר לתדרים גבוהים יותר, במיוחד לאזורי , מחריף את האתגרים. mmWave ואף Ku - band הפסדים במוליכים עולים, השפעות פרזיטיות הופכות משמעותיות יותר, ורעש תרמי משפיע בצורה חזקה יותר על ביצועי הקליטה. בנוסף, ככל שהתדר עולה, הדרישות לדיוק בתזמון ובפאזה מחמירות. סטייה קטנה בזמן גורמת להבדל פאזה גדול יותר, ולכן מערכות בתדרים גבוהים רגישות במיוחד לשגיאות סנכרון. אינטגרציה ברמת השבב מאפשרת לצמצם חלק מהשגיאות הללו, אך אינה מבטלת את הצורך בתכנון מדויק ברמת המערכת. Beamforming אחת המגבלות הידועות של מערכות היא תלות בתדר. בעוד Phase Shifting מבוססות מספק הזחה בפאזה עבור תדר Phase Shifter נתון, הוא אינו מייצר השהיית זמן אמיתית. כתוצאה מכך, במערכות רחבות סרט נוצרת , שבה זווית האלומה משתנה beam squint תופעת כפונקציה של התדר. השפעה זו מוגבלת, אך Narrowband במערכות היא הופכת לגורם מגביל. Wideband במערכות מאפשרים שמירה True Time Delay פתרונות על כיוון אלומה אחיד על פני תחום תדרים רחב, אך במחיר מורכבות גבוהה יותר וצריכת שטח והספק. כיול דינמי - לא רק חומרה גם בתכנון מדויק, סטיות אינן נמנעות. שינויים בטמפרטורה, הזדקנות רכיבים והבדלים בין שבבים גורמים לשינויים בביצועים לאורך זמן. מתקדמות משלבות Beamforming לכן, מערכות מנגנוני כיול דינמיים. הכיול מתבצע באמצעות לולאות משוב ועיבוד דיגיטלי, המאפשרים למערכת למדוד את ביצועי האלומה ולבצע תיקונים בזמן אמת. המשמעות היא שהביצועים הסופיים של המערכת אינם תלויים רק בחומרה, אלא גם באלגוריתמיקה ובשילוב בין השכבות. היברידי Beamforming דיגיטלי Beamforming במערכות גדולות במיוחד, מלא אינו תמיד ישים בשל דרישות עיבוד והספק. Hybrid לכן, יותר ויותר מערכות מאמצות גישת . Beamforming בגישה זו, חלק מהשליטה באלומה מתבצע ברמת , בעוד שעיבוד עדין יותר BFICs באמצעות RF ה מתבצע בשכבה הדיגיטלית. השילוב מאפשר , תוך DAC וה ADC להפחית את מספר ממירי ה שמירה על גמישות מספקת. עם זאת, הגישה מוסיפה מורכבות ודורשת תיאום מדויק בין שכבות המערכת. ההחלטה

מודרנית Beamforming ארכיטקטורת : 1 איור

«

עיבוד מערכת קרדיט:

Beamforming היכן למקם את פונקציית ה הופכת לשיקול תכנוני מרכזי. מגמה נוספת היא המעבר למערכים גדולים במיוחד, לעיתים עם עשרות ואף מאות אלמנטים, המוכרים גם מעולמות התקשורת תחת המושג Beamforming . במערכות אלו, Massive MIMO משמש לא רק לכיוון אלומה, אלא גם להפרדה מרחבית בין משתמשים או מטרות. מציג את שכבות הפעולה המרכזיות 1 איור מודרניות, החל מעקרון Beamforming במערכות ברמת האלמנט, RF ומסלולי ה- Phased Array ה- , ועד לשילוב בין עיבוד דיגיטלי BFIC דרך שבבי לצורך Hybrid Beamforming וארכיטקטורות יצירת אלומות ממוקדות והתאמה דינמית של ביצועי המערכת. כאיזון הנדסי SiGe טכנולוגיית סיליקון גרמניום מציעה איזון בין תדר עבודה גבוה, רעש נמוך ויכולת ייצור , GaAs או GaN ול CMOS סדרתי. בהשוואה ל היא מאפשרת שילוב של ביצועים ואינטגרציה. , שבהן נדרש מספר גדול Beamforming במערכות של ערוצים, יתרון זה מתבטא ביכולת לייצר רכיבים אחידים, יציבים וניתנים לייצור בהיקף. העלייה בצפיפות האינטגרציה מביאה איתה אתגרי כולל מספר בלוקים BFIC תרמיקה משמעותיים. כל פעילים, וכל אחד מהם מייצר חום. שינויים בטמפרטורה משפיעים על פאזה והגבר, ולכן ניהול תרמי נכון הוא חלק בלתי נפרד מהתכנון. לתכנון תרמי, כולל RF יש צורך בשילוב בין תכנון בחירת חומרים, מבנה מארז ופיזור חום יעיל. בתדרים גבוהים, האריזה והחיבורים הם חלק בלתי נפרד מהמערכת. אפילו אי התאמה קטנה אינטגרציה, תרמיקה Packaging ו-

בעכבה עלולה לגרום להחזרות ולהפסדים. multi chip modules ו flip chip טכנולוגיות כמו מאפשרות לשפר את הביצועים, אך דורשות תכנון מדויק של המעבר בין השבב לאנטנה ושל התאמות העכבה. מבט מערכת ושוק המעבר לרכיבים אינטגרטיביים משנה גם את מבנה השוק. יותר יצרנים עוברים לפתרונות משולבים, המפחיתים מורכבות ומקצרים זמני פיתוח. מגמה זו בולטת במיוחד בתחומים כמו תקשורת ומערכות רדאר 6 G ו 5 G לוויינית, רשתות קומפקטיות. הדרישה לשילוב בין ביצועים גבוהים לעלות תחרותית דוחפת את התעשייה לאימוץ . Beamforming רחב של טכנולוגיות החפיפה בין עולמות הביטחון, הלוויינים והסלולר יוצרת אפקט הדדי. שווקים אזרחיים דוחפים לייצור בהיקפים גדולים, בעוד שהיישומים הביטחוניים ממשיכים להכתיב רף ביצועים גבוה. אחד השיקולים המרכזיים במערכות מודרניות Size , Weight , Power , כלומר SWaP - C הוא . ככל שמספר הערוצים במערכת גדל, and Cost כך עולה גם צריכת ההספק הכוללת והמורכבות אינטגרטיביים מאפשרים BFIC התרמית. שבבי לצמצם את מספר הרכיבים, להפחית הפסדים בין חיבורים ולשפר את היעילות הכוללת, אך מחייבים תכנון מערכת קפדני. אינם Beamforming בסופו של דבר, שבבי עוד רכיב נישתי אלא תשתית קריטית. ככל שהמערכות הופכות מורכבות וצפופות יותר, כך עולה החשיבות של תכנון מדויק ברמת השבב ושל שילוב נכון בין חומרה, אלגוריתמיקה וייצור. עתידיות יישענו יותר ויותר על יכולות RF מערכות מתקדמות, וידרשו איזון מתמיד Beamforming בין ביצועים, מורכבות ויכולת ייצור.

59 l New-Tech Magazine