ما هو التشكيل الحزمي الهولوغرافي؟

التشكيل الحزمي الهولوغرافي هو تقنية هوائيات متقدمة تستخدم مصفوفات ضخمة من عناصر الهوائيات المكتظة بكثافة لإنشاء أنماط حزم راديو ثلاثية الأبعاد عالية الدقة. على عكس التشكيل الحزمي التقليدي، فإنه يستفيد من مبادئ الهولوغرافيا لتوليد أنماط تداخل معقدة يمكنها في الوقت نفسه تركيز الطاقة نحو مستخدمين متعددين مع إلغاء التداخل. تمكن هذه التقنية من دقة مكانية وقدرات توجيه حزم لم يسبق لها مثيل للشبكات اللاسلكية من الجيل القادم.

كيف تعمل

يستخدم النظام المئات أو الآلاف من عناصر الهوائيات المصغرة المرتبة في سطح مضغوط، مشابه للبكسلات على الشاشة. يتم التحكم في كل عنصر بشكل فردي مع تعديلات دقيقة للسعة والطور لإنشاء أنماط تداخل بناءة وهدامة في الفضاء ثلاثي الأبعاد. تحسب خوارزميات معالجة الإشارات المتقدمة الإثارة المثلى لكل عنصر هوائي بناءً على ظروف القناة ومواقع المستخدمين. النتيجة هي القدرة على تشكيل حزم متعددة مستقلة يمكنها تتبع المستخدمين المتحركين، واختراق العوائق، والتكيف مع التغيرات البيئية في الوقت الفعلي.

الدور في شبكات 6G/7G

التشكيل الحزمي الهولوغرافي أمر بالغ الأهمية لتحقيق أهداف الأداء المتطرفة لشبكات 6G و7G، بما في ذلك معدلات البيانات بالتيرابت في الثانية والاتصالات فائقة الكمون المنخفض. يمكّن من الاستخدام الفعال لنطاقات الترددات العالية (طيف التيراهرتز) حيث تصبح الهوائيات التقليدية غير عملية بسبب فقدان المسار الشديد والامتصاص الجوي. تدعم التقنية سيناريوهات الاتصال الضخم من خلال خدمة مئات المستخدمين في وقت واحد ضمن نفس نطاق التردد. بالإضافة إلى ذلك، تمكن تطبيقات جديدة مثل تحديد المواقع الداخلية الدقيق، ونقل الطاقة اللاسلكي، وتجارب الواقع الممتد الغامرة.

الحالة الراهنة

التشكيل الحزمي الهولوغرافي حالياً في مرحلة البحث والنماذج الأولية المبكرة، مع شركات التكنولوجيا الكبرى والجامعات التي تطور أنظمة إثبات المفهوم. تشمل التحديات الرئيسية تقليل تكاليف التصنيع، وتحسين كفاءة الطاقة، وتطوير قدرات المعالجة في الوقت الفعلي لمصفوفات الهوائيات الضخمة. من المتوقع النشر التجاري في أواخر العقد الحالي كجزء من طرح شبكات 6G.