La tendenza wireless richiede l'innovazione della radiofrequenza

Le onde radio, un tempo dominate dalle trasmissioni radiofoniche e televisive, sono ora piene di segnali in radiofrequenza (RF) provenienti da telefoni cellulari, collegamenti satellitari, sistemi di navigazione e molto altro ancora. Per gli scienziati e gli ingegneri di QinetiQ, azienda globale di difesa e sicurezza con sede nel Regno Unito, lo spettro RF è molto più di una semplice risorsa per il trasporto di informazioni: stanno lavorando per comprendere la natura delle onde radio e la loro propagazione, indagare e sfruttare gli effetti di ambienti RF insoliti e trova nuovi modi per manipolare le onde radio per progettare e costruire sistemi wireless innovativi.

Uno di questi esempi è lo sviluppo del trasferimento di energia wireless a lungo raggio, che è stato esplorato dagli specialisti tecnici di QinetiQ per fornire energia in scenari di risposta alle emergenze e di soccorso in caso di calamità, ricaricando le batterie di droni e altre apparecchiature mobili e persino per trasmettere energia solare. generato nello spazio e riportato sulla Terra. Un'altra area di interesse è la formulazione e la sperimentazione di nuovi materiali che assorbono o riflettono le onde radio, minimizzando il profilo radar delle attrezzature e del personale militare e riducendo così la loro possibilità di rilevamento.

"Cerchiamo scienziati e ingegneri che vogliano veramente comprendere ed esplorare la fisica dello spettro RF", afferma Richard Hoad, Global Capability Area Leader all'interno della funzione Technology and Operational Excellence di QinetiQ. “Le onde radio sono il modo principale con cui comunichiamo e interagiamo con piattaforme remote e stiamo cercando persone che desiderino utilizzare le proprie conoscenze e competenze tecniche per studiare e sviluppare nuove soluzioni wireless”.

Le attività di QinetiQ si estendono all'intera gamma di frequenze radio e intensità di segnale, dalle onde radio a bassa potenza tipicamente utilizzate per i sistemi di navigazione e comunicazione fino alle piattaforme difensive che sfruttano raggi elettromagnetici ad alta potenza per disattivare dispositivi elettronici e dispositivi esplosivi o per interrompere veicoli in rapido movimento come i droni. Oltre a trovare nuovi modi per utilizzare le onde radio come mezzo di trasmissione, il lavoro si concentra anche sulla protezione dei segnali radio critici da interferenze o disturbi, sulla prevenzione di ambienti RF estremi che influiscono sulle prestazioni delle apparecchiature elettroniche e sulla garanzia che i nuovi sistemi RF possano essere utilizzati in modo sicuro e senza influenzare i segnali utilizzati da altre tecnologie wireless.

"Il passaggio al wireless presenta numerose sfide aggiuntive per le quali lavoriamo costantemente per risolvere, come evitare interferenze e gestire i rischi per la sicurezza", afferma Hoad. “C’è anche una tendenza verso l’utilizzo di frequenze più alte, fino al regime dei terahertz, che sta spingendo i confini della tecnologia e presentando nuovi ed entusiasmanti problemi su cui lavorare”.

Con diverse centinaia di specialisti RF che lavorano nelle sedi QinetiQ nel Regno Unito, negli Stati Uniti e in altre località internazionali, ci sono molte opportunità per i suoi specialisti tecnici di essere coinvolti in diversi progetti e problemi. "QinetiQ è per molti versi un insieme di team piccoli e specializzati", commenta Barney Petit, che guida un gruppo a Farnborough, nel Regno Unito, che sta studiando gli effetti legati alla fisica delle onde RF. "Ciò ci consente di collaborare con colleghi che lavorano in una vasta gamma di aree tecniche, il che rende il lavoro incredibilmente vario e interessante."

In molti casi l'obiettivo principale di Petit e del suo team è proteggere i sistemi elettronici critici dagli effetti di ambienti RF insoliti, come quelli causati da impulsi elettromagnetici o attività solare. Ma stanno anche lavorando per creare nuovi ambienti RF per applicazioni come il trasferimento di potenza wireless o i sistemi ad energia diretta, con particolare attenzione a garantire che queste piattaforme ad alta potenza possano essere implementate in modo sicuro. "Gli insoliti ambienti RF creati da questi sistemi non possono essere valutati allo stesso modo dei segnali wireless convenzionali", afferma Petit. “Abbiamo lavorato con organizzazioni indipendenti per comprendere la sicurezza di questi sistemi e come possono coesistere con altre comunicazioni e tecnologie elettroniche critiche per la sicurezza”.

In effetti, quasi tutto il lavoro di Petit e del suo team implica una qualche forma di collaborazione. "Abbiamo collaborato con gruppi di ricerca accademici per progettare alcune delle antenne che utilizziamo per simulare questi ambienti RF, inoltre forniamo servizi di consulenza al settore commerciale", afferma. “Ad esempio, abbiamo recentemente lavorato con un’azienda energetica in Scandinavia per capire come la radiazione RF generata dalla meteorologia spaziale si accoppia ai lunghi cavi elettrici dell’infrastruttura elettrica”.

La maggior parte dei progetti richiedono una qualche forma di test di laboratorio, spesso utilizzando camere di prova semi-anecoiche a Farnborough e occasionalmente una camera anecoica molto più grande, gestita da QinetiQ e di proprietà del Ministero della Difesa, che può ospitare un intero velivolo. Vengono inoltre utilizzate di routine sofisticate tecniche analitiche per dare un senso alle misurazioni e sviluppare modelli numerici di diversi effetti e sistemi RF.

Sono inoltre necessari esperimenti all’aperto per testare e valutare le tecnologie wireless emergenti, richiedendo che i risultati di laboratorio e i modelli numerici siano tradotti in esercizi realistici e di vita reale che affrontino le sfide specifiche di ciascun cliente. In alcuni casi le competenze specialistiche all’interno del team sono chiamate anche per affrontare esigenze operative urgenti, come un recente requisito per comprendere e mitigare i rischi di coesistenza dei sistemi antidroni.

Per molti specialisti tecnici come Petit, QinetiQ offre la combinazione ideale di sfida scientifica e l'opportunità di essere coinvolti in una vasta gamma di progetti e attività. "È sempre diverso, è sempre interessante ed è sempre una sfida", afferma. "Le persone all'interno di QinetiQ sono appassionate di scienza e ingegneria e sono tutte concentrate sulla comprensione e sulla risoluzione dei problemi per promuovere l'innovazione tecnica e risolvere i problemi dei clienti."

Con il settore della difesa e della sicurezza che si sposta sempre più verso le tecnologie wireless, all'interno di QinetiQ cresce la domanda di fisici e ingegneri in grado di sondare, valutare e manipolare le proprietà delle onde RF. "Il nostro lavoro ha continuato ad espandersi man mano che il mondo è diventato sempre più dipendente sia dai sistemi wireless che da quelli elettronici", afferma Petit. “Abbiamo molto lavoro da fare per le persone e stiamo cercando di ricoprire tutti i tipi di ruoli nel dominio RF”.

Mentre è improbabile che le nuove reclute abbiano esperienza diretta del lavoro specialistico presso QinetiQ, gli scienziati con un background in fisica o ingegneria elettrica dovrebbero avere le conoscenze fondamentali necessarie per sviluppare le capacità sperimentali e analitiche richieste. "I nostri scienziati e ingegneri senior forniscono formazione sul posto di lavoro per aiutare il personale all'inizio della carriera a conoscere aspetti specifici del lavoro", spiega Petit. “Abbiamo reclutato persone provenienti dall’industria che hanno esperienza di test RF in un ambiente di ricerca, mentre chiunque abbia lavorato con il radar probabilmente avrà conoscenze e competenze trasferibili”.

Sono benvenuti anche i candidati che hanno appena iniziato la loro carriera, in particolare quelli che hanno seguito una formazione in ingegneria radar o RF. "Potrebbero aver appena terminato un apprendistato, una laurea, un master o un dottorato di ricerca e desiderano entrare in un'organizzazione in cui possano sviluppare le proprie competenze nell'ingegneria RF in un ambiente scientifico e innovativo", afferma Hoad. "All'interno di QinetiQ hanno la flessibilità di seguire i propri interessi."

I neolaureati hanno la possibilità di aderire al programma di formazione biennale di QinetiQ, in cui lavorano in un'attività "domestica" mentre svolgono una serie di tirocini di sei mesi in altre aree o sviluppano le proprie capacità e competenze all'interno di uno specifico team tecnico. Ma chiunque in azienda ha l'opportunità di spostarsi tra diverse aree tecniche man mano che la propria carriera avanza. “Le persone possono spostarsi attraverso il nostro ampio spettro di attività”, afferma Hoad. "Qualcuno potrebbe iniziare con i sistemi RF ad alta potenza, ad esempio, e poi utilizzare quella conoscenza in un team che sta lavorando per comprendere la propagazione dei segnali radio, o viceversa."

QinetiQ offre anche numerose opportunità per acquisire ulteriori qualifiche accademiche e uno sviluppo professionale continuo. Hoad ha iniziato la sua carriera come apprendista tecnico, studiando part-time per ottenere prima un master e poi un dottorato, mentre Petit è attualmente sponsorizzato da QinetiQ per completare un progetto di dottorato sul trasferimento di energia wireless con la Queens University Belfast.

La maggior parte degli specialisti tecnici di QinetiQ mirano anche a diventare scienziati e ingegneri abilitati, con la società che fornisce il supporto per finanziare le quote associative, identificare mentori idonei e aiutare il personale ad acquisire le competenze e l'esperienza richieste. "All'interno di QinetiQ puoi avere il controllo del tuo destino", afferma Hoad. “Puoi scegliere di diventare uno specialista approfondito in una specifica tecnologia RF oppure puoi espandere le tue competenze principali partecipando a progetti e team diversi. Forniamo supporto a ciascun individuo per trovare e sviluppare il proprio percorso.

• Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
• PlatoAiStream. Intelligenza dei dati Web3. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
• Coniare il futuro con Adryenn Ashley. Accedi qui.
• Fonte: https://physicsworld.com/a/wireless-trend-demands-radiofrequency-innovation/