کوی دانش - kooy

DARPA آینده را در لوله های خلأ می بیند

DARPA آینده را در لوله های خلأ می بیند
26 مرداد
11:30 1394
در دنیای امروز، استفاده از لامپ ها یا لوله های خلأ به واقع امری دشوار و ملال آور است، اما DARPA به آنها به عنوان تکنولوژی آینده نگاه می کند. به عنوان بخشی از یک برنامه جدید، این سازمان به دنبال ارائه طرح های جدیدی از لوله های خلأ و تکنیک های ساخت آنها برای کاربرد در سیستم های مخابراتی با توان بالا و همچنین سیستم های رادار آینده می باشد.

میکروالکترونیک حالت جامد بخش اعظمی از حوزه الکترونیک را در برگرفته است، به گونه ای که اغلب به سختی می توان تصور کرد که انتقال از لوله های خلأ به ترانزیستورها چه اتفاق بزرگ و تاثیرگذاری بوده است. برای مثال اگر همچنان متکی بر لوله های خلأ بودیم، شما همچنان گوشی هوشمند خود را داشتید اما اندازه آن برابر آشیانه یک هواپیما بود و به اندازه یک شهر کوچک انرژی مصرف می کرد و همچنین خیل عظیمی از تکنسین ها می بایست تمام روز برای حفظ عملکرد آن تلاش می کردند.

با در نظر گرفتن معایب گفته شده در بالا، اکنون به آسانی می پذیرید که تکنولوژی لوله های خلأ واقعاً مربوط به گذشته است. از زمانی که استفاده از لوله های کاتدی منسوخ شد، به طور میانگین در خانه ها نیز دستگاه هایی که از آنها بهره می بردند کنار گذاشته شدند، مگر اینکه شما برنده یک مایکروویو می شدید. در درون این مایکروویوها که شما مواد غذایی یخ زده را قرار می دهید و غذاها در آن گرم شده و تبدیل به خوراک های آماده بلع می شوند، لوله ای قرار دارد که ماگنترون نام دارد و ریزموج یا همان مایکرو ویو تولید می کند.  

با این وجود، این تکنولوژی که مربوط به جنگ جهانی دوم است ولی همچنان کاربرد بسیاری در دنیای امروز ما دارد و بسیار شگفت انگیز است که تعدادی از سایر دستگاه های خلأ الکترونیکی (VED)، به طور روزمره بر روی زمین و در فضا استفاده می شوند. دلیل آن این است که در حالیکه اجزای حالت جامد دارای مزایای بسیار هستند، معایبی نیز دارند که لوله های مذکور فاقد آنها هستند.

یکی از آنها این است که لوله های خلأ می توانند در فرکانس ها و سطوحی از توان عمل کنند که می توانند موجب خرابی اجزای الکترونیک حالت جامد شوند. این باعث می شود که لوله های موج سفر کننده (TWT) در ماهواره های مخابراتی، سیگنال های با کیفیت بالایی را از فضا ارسال کنند. لوله های خلأ همچنین در قلب هر سیستم راداری با بُرد زیاد که در سیستم های نظامی و ردیابی خطوط هوایی شهری استفاده می شوند به کار می روند.

بنا بر گزارش DARPA، بیش از 200 هزار دستگاه خلأ الکترونیکی وجود دارد که توسط وزارت دفاع آمریکا استفاده می شوند. متاسفانه، تقویت کننده های ارزان قیمت و با قدرت زیاد باعث شده اند طیف الکترومغناطیس نسبتاً پر ازدحام شود. علاوه بر این، نسل جدید دستگاه های خلأ الکترونیکی نیاز دارند تا در توان های بالاتر و فرکانس های موج میلیمتری بالاتر از 75 گیگاهرتز عمل کنند تا آنها را تطبیق پذیر تر کرده و از ایجاد اختلال جلوگیری کنند.

با این حال مشکل این است که دستگاه های خلأ الکترونیکی پیشرفته امروزی با پیشگامان همتای خود در دهه های گذشته مقایسه می شوند و طبق بررسی ها همچنان بسیاری از نقاط ضعف دستگاه های گذشته در دستگاه های امروزی نیز مشاهده می شود. از بارزترین معایب لوله های خلأ می توان به سخت بودن سوار کردن قطعات آن روی هم و اینکه نیاز به مواد نامتعارفی داشتند و البته این مشکل که ماشین آلات ساخت آنها نیازمند دقت بسیار بالایی برای تولید آنها بود اشاره کرد.

برنامه ابتکاری تکنولوژی و علم الکترونیک لوله های خلأ DARPA، در حال توسعه نسل بعدی دستگاه های خلأ الکترونیکی می باشد که در فرکانس های موج میلیمتری بالایی عمل می کنند. به گفته مسئولان سازمان، مقیاس کردن دستگاه های خلأ الکترونیکی موج میلیمتری یک مانع بزرگ است که این برنامه مادامی که شرکت به بررسی پیشنهاد های جدید در مورد تکنولوژی جدید VEDها می پردازد، چهار سال را صرف تمرکز بر روی آن خواهد کرد.

برنامه ابتکاری تکنولوژی و علم الکترونیک لوله های خلأ SARPA قراردادهایی را برای مدلسازی و شبیه سازی دستگاه های خلأ الکترونیکی منعقد خواهد کرد، طراحی های جدیدی برای اجزای آنها ارائه خواهد داد، درک بهتری از انتخاب فرآیندهای انتشار پیدا خواهد کرد و به توسعه تکنیک های جدید ساخت و تولید خواهد پرداخت.

برنامه SARPA از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا دستیابی به فرکانس های موج میلیمتری، نیازمند اجزای بسیار کوچک با انطباق فوق دقیق می باشد. برای انجام اینکار، برنامه ی منتصب به SARPA به دنبال راه های جدیدی برای تحلیل، ترکیب و بهینه سازی طراحی ها است تا اینکه نه تنها باعث کارکرد بهتر آنها شود، بلکه آنها را با پرینت سه بعدی تولید کند.

اگر می توانستید کل ساختار آن را با یک پرینتر سه بعدی پرینت کنید، بطوری که هر چیزی دقیقاً در خط مونتاژ خودش قرار گیرد، این کار بسیار آسان تر می شد.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

علیرضا پورمهرگان

علیرضا پورمهرگان

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
ساز و کار اصلی پیری مشخص شده و حتی امکان دارد این ساز و کار برگشت پذیر است.

ساز و کار اصلی پیری مشخص شده و حتی امکان دارد این ساز و کار برگشت پذیر است.

دانشمندان مؤسسه Salk و آکادمی علوم چین علت اصلی اختلال پیری زودرس سندرم وِرِنر (Werner Syndrome) را تشخیص داده و حتی یک راه احتمالی برای برگرداندن روند پیری یافته اند.

مطالعه متن کامل
آیا گزیدگی توسط حشرات به درمان های جدی نیاز دارد؟

آیا گزیدگی توسط حشرات به درمان های جدی نیاز دارد؟

گرم شدن هوا می تواند عواقب مثبت و منفی زیادی به همراه داشته باشد. یکی از عوارضِ آغاز فصل تابستان، افزایش فعالیت و تولیدمثل حشرات موذی است که در برخی از موارد می تواند بسیار خطرناک باشد.

مطالعه متن کامل
چگونه رمزعبور Wi-Fi خود را بیابید؟

چگونه رمزعبور Wi-Fi خود را بیابید؟

خبر خوب! جستجوی معکوس یافتن رمز عبور شبکه Wi-Fi کاملاً امکان‌پذیر است.

مطالعه متن کامل
با اجرای تنظیمات دقیق بر روی سامانه جدید پرتابگر فضایی (SLS)، ارتعاشات مضر آن حذف شد

با اجرای تنظیمات دقیق بر روی سامانه جدید پرتابگر فضایی (SLS)، ارتعاشات مضر آن حذف شد

محققان دانشکده مهندسی دانشگاه جورجیا، در تعیین اینکه آیا یکی از قطعات کلیدی راکت می تواند تحت شرایط سختی که در نسل بعدی پروازهای فضایی وجود خواهد داشت تاب بیاورد یا نه، به سازمان فضایی ناسا کمک می کنند.

مطالعه متن کامل
دارپا برای ساخت پهپاد فوق شتابی فراخوان داد.

دارپا برای ساخت پهپاد فوق شتابی فراخوان داد.

مهندسان پرواز همیشه در آرزوی ساخت وسیله ای با قدرت تشخیص پرندگان شکاری در حین پرواز هستند. این پرندگانِ چالاک قادرند با سرعتی خیره کننده از میان جنگلهای انبوه پرواز کنند، به دل شاخ و برگ‌ها بزنند و در نهایت آرامش و شکوه روی شاخه‌ای فرود بیایند، به گونه‌ای که اگر قرار باشد یک پهپاد همان کار را انجام بدهد، به اولین تنه درختِ سر راهش برخورد کرده و چیزی جز مشتی پلاستیک و قطعات الکترونیکی داغان از آن باقی نمی‌ماند. اما پرندگان این عملیات‌ها را از روی غریزه و به راحتی انجام می‌دهند.

مطالعه متن کامل