Ученые из Корейского института стандартов и науки (KRISS) собрали роботизированную установку для измерения электромагнитных волн с точностью, недостижимой для серийного оборудования. Погрешность позиционирования составляет 10 мкм, примерно 1/7 толщины человеческого волоса.
Он свободно движется в любом направлении и может вращаться вокруг объекта, точно сканируя его со всех сторон. Установка работает на частотах до 750 ГГц, это диапазон, который покрывает 5G, перспективный 6G, авиационные радары и антенны, встроенные прямо в чипы. Программное обеспечение и алгоритмы управления разработаны внутри института.
На частотах выше нескольких десятков ГГц длина волны составляет миллиметры и меньше. Антенна сместиться на крошечное расстояние, и вот уже измерениям нельзя верить искажает. Классические стенды с жесткой фиксацией справляются с этим все хуже. Робот же объезжает объект по заданной траектории, соблюдая точность на каждом шаге маршрута благодаря собственной системе калибровки положения. Заодно неактуальной становится давняя головная боль испытателей — громоздкость стендов. Безэховые камеры занимают огромные площади, а их техобслуживание дорого обходится. Мобильная платформа работает в небольшом помещении, что кратно снижает затраты на инфраструктуру.
Для оборонщиков это особенно ценно. При испытаниях самолетов часто используют уменьшенные макеты, чтобы оценить радиолокационную заметность машины. Малейшая неточность при пересчете с макета на реальный объект может обанкротить компанию и привести к гибели людей. В планах KRISS встроить в платформу искусственный интеллект, чтобы система сама подстраивала траектории сканирования под геометрию объекта и автоматически анализировала результаты.
Отдельная загадка — как система удерживает такую точность в реальных условиях. Роботизированная рука неизбежно чуть дрожит, реагирует на вибрации пола и перепады температуры. Разработчики решили это через многоуровневую обратную связь: датчики положения фиксируют отклонения в реальном времени, а управляющий алгоритм мгновенно вносит поправки. Грубо говоря, рука постоянно сама себя проверяет и корректирует.
Интересно, что сверхвысокие частоты — выше 100 ГГц — до недавнего времени считались экзотикой и почти не использовались в потребительской электронике. Сейчас ситуация меняется. В этом диапазоне разворачивается гонка за скоростью передачи данных в стандарте 6G, который планируют коммерчески запустить к 2030 году. Скорый выход на рынок новых технологий потребует качественного оборудования для корректного измерения и калибровки частот. Корейская установка бьет точно в эту цель.
Ранее мы писали о том, как инженеры открыли удивительное свойство «умных» кристаллов.