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小蟲子為什麽喜歡5g基站

溫度是壹個最常被測量的物理參數。航空航天和軍事客戶長期以來壹直在尋求能夠在極端輻射環境下工作的溫度傳感器。最近發現,這種需求對於成功部署新的5G無線技術也至關重要。迄今為止,所有已知的溫度傳感器方法都存在單粒子翻轉(SEU)問題,或會因暴露在中子和/或總電離劑量(TID)下而徹底失效。對耐輻射器件的需求變得意義深遠,軍事和政府機構已經資助了SBIR和DARPA這類研究計劃來解決這個問題。

現在,ICE公司通過緊張的研發工作並與大學合作,生產出壹款突破性的溫度傳感器,能夠承受最極端的輻射暴露。這項開創性的技術取決於雪樹蟋蟀有機傳感器。這種蟋蟀的唧唧聲隨溫度變化而變化,它與阿倫尼烏斯(Arrhenius)方程相關。然後采用先進同步檢測技術鎖定此唧唧聲,同時采用高級非線性濾波器完全屏蔽掉脈沖噪聲(例如在海洋應用中可能是受附近常見的“手槍蝦”影響而產生)。此外,該蟋蟀的晝夜節律編碼成了唧唧聲中的相位分量;可通過運用Park變換和Clark變換對其進行解碼,從中推斷出相對時間,進而形成5G應用所需的基本實時時鐘(RTC)外設功能。

這種蟋蟀可以抵抗強烈輻射而不損失精度。甚至還可以采用多個蟋蟀,來提供平均響應讀數和附加冗余度。使用單個蟋蟀可以實現8位精度,而使用多個蟋蟀則可以實現高達20位的精度,因為噪聲源獨特非相關。然而,當將其用於5G無線基站時,某些呼叫可能在寂靜期間經歷“唧唧聲”饋通效應。

這項技術的壹個早期問題是蟋蟀的低溫響應有限——在大約+4℃時,該有機傳感器會停止運行。但是,通過簡單的水和乙二醇溶液處理,可以擴展該傳感器在低溫下的工作(圖1),而且如專利申請中所述,由此產生的非線性問題也可以通過向混合物中添加2%的咖啡因而得到校正。這樣做可以將其工作範圍擴展到-55℃,因此可滿足軍用級溫度範圍,只是抖動略有增加。這種傳感器補償方法可以在美國的49個州合法使用,僅在加利福尼亞州由於2%的咖啡因溶液可能致癌而受到禁止——然而,ICE也在積極遊說州立法者豁免有機、非轉基因認證、自由放養的蟋蟀使用。

圖1:有機傳感器擴展溫度試驗。

無論從顏色還是從歐盟RoHS/REACH法規將其認定為無鉛產品來說,這種有機傳感器都是真正“綠色”的傳感器。但是,國際武器貿易條例(ITAR)和貿易限制嚴格禁止美國出口這項技術。

最近有報道稱有未經授權的分銷商偽造有機傳感器。X射線分析發現,壹些假冒供應商出貨的是普通“野生蟋蟀”,其生產成本比“雪樹蟋蟀”便宜且準確率低很多。另有壹些不擇手段的造假者甚至試圖用蟈蟈來冒充真傳感器。因此,來料檢驗和供應商勤勉就顯得非常重要。

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