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Los sub-ensambles parciales de la onda de milímetro permiten los proyectos siguientes del R&D de la GEN

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Las ondas milimétricas se están utilizando para entregar la corrección de curso crítica a las vigas de partícula subatómica que viajan en 99.995% la velocidad de la luz en el Collider pesado relativista del ion (RHIC)

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Para ésos dedicados al R&D de los productos de la generación siguiente, que incorpora la onda de milímetro componentes en diseños más amplios es facilitada partnering con los expertos industriales establecidos que han pasado ya décadas en el diseño, el desarrollo, y la prueba de tales sistemas.

Las ondas milimétricas (30-300 gigahertz), un subconjunto de la venda de la microonda, se utilizan para entregar la anchura de banda fina, alta de haz concentrado, comunicaciones sin hilos a las velocidades que la óptica de fibras rival sin el estado latente asociado publica. Para los usos donde cada nanosegundo cuenta, esto puede ser crítico.

La tecnología de la onda de milímetro también se está aplicando a la generación siguiente de sistemas del radar, buoyed por saltos de quántum en anchura de banda y velocidad de proceso de proceso digitales.

Si los tableros para cortar el pan, sub-ensambles parciales, módulos de la preproducción, o aún a través a la producción completa de la única fuente, haciendo tan pueden apresurar perceptiblemente el desarrollo y costos más bajos.

Este acercamiento se está empleando ya en los proyectos del alto nivel para el departamento de seguridad de patria en su desarrollo actual de avanzado puesto en fase - ponga en orden los sistemas del radar para la detección de bombarderos de suicidio en las distancias del aislamiento y para uno de dos aceleradores de partícula en el mundo para transmitir señales de alta velocidad de la corrección de curso delante de la velocidad de la luz.

El permanecer delante de la velocidad de la luz

En el laboratorio nacional de Brookhaven en el Long Island, Nueva York, ondas milimétricas se está utilizando para entregar la información crítica de la corrección de curso a las vigas de partícula subatómica que viajan en 99.995% la velocidad de la luz en su Collider pesado relativista del ion (RHIC).

El RHIC es uno de dos aceleradores de partícula operacionales en el mundo. La otra, el Collider grande del Hadron (LHC) situado cerca de Ginebra, Suiza, es las noticias internacionales nunca construidas y recientemente hechas más grandes con el aviso del descubrimiento del bosón evasivo de Higgs el 4 de julio de 2012.

El RHIC utiliza campos electromagnéticos para circular los iones pesados en dos vigas bien definidas que viajan en direcciones opuestas en las pipas independientes de la viga diseñadas para intersecarse en cuatro diversas localizaciones.

Positivamente - las partículas cargadas, viajando en una fracción debajo de la velocidad de la luz, entonces chocan con uno a y los resultados registrados. El análisis de los subproductos de estas colisiones es crítico a los quarks de comprensión, las partículas que componen los neutrones y los protones dentro del núcleo atómico y de las fuerzas que mantienen el núcleo unido.

El RHIC funciona continuamente 6 meses de cada año, detectando y registrando aproximadamente 50.000 colisiones por segundo.

Para guardar las vigas se enfocó en el RHIC, Brookhaven que el laboratorio nacional utiliza un proceso conocido como enfriamiento estocástico para mantener las aproximadamente 100 mil millones partículas agrupadas firmemente juntas, aumentando la probabilidad y la intensidad de colisiones. La técnica se estima para aumentar el índice de colisiones en 3-5 veces.

¿Para que esto trabaje, los errores sofisticados de la viga del sentido de la electrónica y una señal con la información crítica de la corrección se envía usando portadoras sin hilos a un punto delante de la viga donde más electrónica entrega una corrección? ¿golpeador.?

¿? ¿El punto del enfriamiento estocástico es aumentar perceptiblemente la productividad del collider? dice a Michael Brennan, físico mayor en el laboratorio nacional de Brookhaven encargado de la ingeniería eléctrica asociada a la construcción del collider.

¿Así pues, cómo pueden las portadoras? ¿en este caso ondas milimétricas? ¿viajando la velocidad de la luz, alcance a una viga también que se mueve a la velocidad sabida más rápida en el universo?

Engañando, dice Brennan.

¿Como un marathoner olímpico que tome los atajos para afeitar de algunas millas y para acabar con un rato más rápido, las ondas milimétricas se utilizan a? ¿corte el curso? e interseque los átomos que viajan. ¿Porque las microondas viajan a la velocidad de la luz y el acoplamiento corta un acorde de 1/6 del collider? la circunferencia de s, las señales de retorno llega para la corrección de la viga.

Según Brennan, el enfriamiento estocástico nunca había sido ejecutado antes en un collider del ion, incluyendo el LHC.

¿? ¿Weren? ¿t capaz de construir de diseños existentes o de principios establecidos? explica Brennan. ¿? ¿Este proyecto requerido varios años de experimentación del R&D para probar el concepto era viable antes de que creáramos realmente un sistema operacional.?

A principios de 2006, Brennan comenzó a investigar las tecnologías que podrían entregar comunicaciones de punto a punto entre los sensores de la viga y los golpeadores. Creyendo en el potencial de la transmisión de la venda de la microonda, él buscó el Internet y siguió con visitas en sitio para encontrar a un socio industrial con la experiencia del fondo y del desarrollo de productos para colaborar en el proyecto.

Su búsqueda lo llevó eventual a la electrónica y las comunicaciones y su subsidiario HXI del renacimiento. Desde 1991, REC/HXI ha proporcionado el RF, los componentes de la onda de la microonda y de milímetro, los sub-ensambles parciales, las asambleas integradas, y los subsistemas para los usos militares y comerciales.

El acoplamiento de la onda de milímetro que la electrónica del renacimiento creada para el proyecto era única, incluso para ellos.

¿La mayor parte de la compañía? los productos de s se diseñan para cubrir las necesidades de la era digital. Sin embargo, en este caso, las técnicas estándar del tratamiento de señales consumirían nanosegundos preciosos y retardarían la llegada de la señal a un nivel inviable. Consecuentemente, el enlace de comunicaciones tuvo que entregar la información análoga.

¿Electrónica del renacimiento? los ingenieros podían convertir un producto existente del enlace de comunicaciones digitales al análogo, en 5-9 gigahertz, junto con otras modificaciones requeridas del hardware. El resultado era un sistema totalmente modificado para requisitos particulares en la venda de onda luz-autorizada 70GHz de milímetro que cubrió las necesidades del RHIC, entregada en una cuestión de meses.

Las pruebas iniciales del acoplamiento análogo durante la operación indicaron que él más que doblado la luminosidad de las colisiones pesadas del ion. ¿? ¿Trabajó sin defectos? dice Brennan, agregando que la mejora futura prevista del LHC puede incluir el enfriamiento estocástico asistido por la radio de la onda de milímetro.

¿En la opción por una solución de la onda de milímetro, Brennan estima que el laboratorio nacional de Brookhaven ahorró una cantidad de dinero significativa sobre la otra alternativa? lasers. Debido a la atenuación causada por condiciones atmosféricas, un sistema laser-based requeriría la construcción de un túnel y el envío del laser a través de un tubo de vacío evacuado en el gran coste.

¿? ¿El acoplamiento de la onda de milímetro era muy rentable a pesar de ser un producto de encargo? dice Brennan. ¿? ¿Era los ahorros enormes, porque cualquier otra solución habría costado a millón de dólares más.?

Sistemas del radar de la onda de milímetro

Desde 1992, REC/HXI (entonces conocido como el Harmonix Corp.) desarrolló y puso uno de sus primeros productos de la onda de milímetro, 60 gigahertz de mano, detector del arma encubierta desarrollado para los personales de la ley-aplicación.

¿El detector de mano utilizó el radar de la onda de milímetro para permitir que los personales de la aplicación de ley exploren a un sospechoso para las armas encubiertas en varios metros de la distancia del aislamiento antes de? ¿palmadita-abajo? la acción más peligrosa para un oficial de policía.

Aunque estuvo sofisticada por el tiempo, la resolución de gama fuera limitada y las alarmas falsas ocurrieron. No obstante, la tarifa de la detección era alta para los objetos del metal ocultados debajo de la ropa, el coste era bajo, y los oficiales de policía tuvieron gusto del producto.

Hoy, éstos intentan temprano en la detección de las armas encubiertas bajo vestir en una distancia usando tecnología de la onda de milímetro aparecen arcaicos cuando están comparada a los sistemas de la generación siguiente que son creados bajo la dirección y supervisión del departamento de seguridad de patria.

En 2008, una concesión $12 millones del departamento de seguridad de patria estableció (conocimiento y localización de las amenazas relacionadas de los explosivos) el centro ALERTA en la universidad del noreste, una sociedad de las entidades académicas, industriales y del gobierno.

Como parte de su mandato, el centro ALERTA es el convertirse avanzado puesto en fase - los sistemas del radar del arsenal diseñados para detectar a un terrorista bomba-toting en una distancia de 50 metros o más en muchedumbres grandes. La tecnología se podría utilizar para manchar bombarderos de suicidio o los terroristas como el dúo del maratón de Boston que llevó improvisaron los dispositivos de la olla de presión en morrales y los dejaron para detonar en áreas apretadas.

los aparatos explosivos improvisados Persona-llevados (IEDs) se forman de una variedad de metales y se encubren a menudo bajo vestir así que son extremadamente difíciles de detectar. Con un cociente típico de la ráfaga de 50 metros o más, los métodos de detección del primer tales como cabinas de la exploración del aeropuerto-estilo y las palmadita-llanuras están de valor límite, dado que la detonación todavía demandaría a muchas víctimas inocentes.

El concepto en el desarrollo implica actualmente las unidades múltiples del radar que se pueden señalar en la dirección de muchedumbres de gente que se esté acercando al lugar, al punto de comprobación, o a la otra área de la entrada.

El sistema exploraría cada uno individual en una distancia de 50 metros o más para identificar cualquier persona que aparece ser vestida normalmente, pero encubriendo IEDs se está atando con correa a su pecho o miembros.

Satisfaciendo la necesidad de la detección en áreas de acopio grandes, tales como conciertos en el parque, los desfiles, reuniones políticas, protestas, y divirtiéndose acontecimientos, el equipo se diseñan para ser montados a una furgoneta o a un carro para el vasto uso del campo. Las soluciones permanentemente montadas también estarían disponibles para los edificios de la alta seguridad, los puntos de comprobación o los pasos de frontera.

¿? ¿Para el problema del bombardero de suicidio necesitamos un sistema del radar del alto rendimiento que pueda enviar tipos muy específicos de señales una mitad de un campo de fútbol lejos e identificar características específicas debajo de la ropa? dice Carey Rappaport, profesor distinguido de la ingeniería eléctrica y de computadora en la universidad del noreste.

En la investigación temprana, el centro ALERTA acertado demostró la viabilidad del radar de la onda de milímetro, juntada con técnicas de proceso sintéticas avanzadas del radar del aperature.

La fase próxima requirió el desarrollo de un sensor de radar completo, uno que implicó un número de componentes incluyendo transmisores, receptores y antenas múltiples de la onda de milímetro.

¿Según Rappaport, HXI desarrolló y proporcionó todo el necesario? ¿prueba-de-principio? módulos del radar para el proyecto.

El proyecto se ha movido desde entonces más allá del tablero para cortar el pan que probaba a la preproducción el hardware esperado para trialed a principios de 2014.

REC/HXI está entregando versiones minituarized de sus módulos multiestáticos del radar de 70-77 gigahertz. Los módulos entregan funcionamiento superior del RF, a pesar de un descrease significativo de tamaño comparado a los tableros para cortar el pan. El módulo de la recepción, por ejemplo, mide solamente 2.2 pulgadas cúbicas (una reducción del volumen del 65:1 comparada al tablero para cortar el pan); las pulgadas cúbicas del transmisor 6.1 (24: reducción de 1 volumen) y el módulo más grande de LO en 118 pulgadas cúbicas (7: reducción de 1 volumen).

Los módulos no sólo reducen el peso total del sistema, pero representan una reducción de la orden-de-magnitud en coste.

Rappaport explica que el sistema terminado no podría tomar imágenes de alta resolución tales como ésos producidos por los exploradores de la seguridad en los aeropuertos debido a la distancia, ni captura un campo visual de 360 grados.

¿Sin embargo, con el tratamiento de señales sofisticado, el sistema podría recoger bastante información en la señal de radar de delinear un objeto que doesn? la reunión de t los contornos y las características lisos de la piel, por ejemplo, es metálica, o resuelve de otra manera las características de IEDs persona-llevado.