Trådlös trend kräver radiofrekvensinnovation

Etern som en gång dominerades av radio- och tv-sändningar surrar nu av radiofrekventa (RF) signaler från mobiltelefoner, satellitlänkar, navigationssystem och mycket mer. För forskarna och ingenjörerna vid QinetiQ, ett globalt försvars- och säkerhetsföretag med huvudkontor i Storbritannien, är RF-spektrumet mycket mer än bara en informationsbärande resurs: de arbetar för att förstå radiovågornas natur och deras spridning, undersöka och utnyttja effekterna av ovanliga RF-miljöer, och hitta nya sätt att manipulera radiovågor för att designa och bygga innovativa trådlösa system.

Ett sådant exempel är utvecklingen av trådlös kraftöverföring på lång räckvidd, som undersöks av QinetiQs tekniska specialister för att tillhandahålla ström i nödberedskap och katastrofhjälpsscenarier, fylla på batterierna i drönare och annan mobil utrustning, och till och med för att stråla ut solenergi. genereras i rymden tillbaka till jorden. Ett annat fokusområde är formulering och testning av nya material som absorberar eller reflekterar radiovågor, vilket minimerar radarprofilen för militär utrustning och personal och på så sätt minskar deras chans att upptäckas.

"Vi letar efter forskare och ingenjörer som verkligen vill förstå och utforska RF-spektrumets fysik", säger Richard Hoad, Global Capability Area Leader inom QinetiQs funktion för Group Technology and Operational Excellence. "Radiovågor är det huvudsakliga sättet vi kommunicerar och interagerar med fjärrplattformar, och vi letar efter personer som vill använda sina tekniska kunskaper och färdigheter för att undersöka och utveckla nya trådlösa lösningar."

QinetiQs aktiviteter sträcker sig över hela spektrumet av radiofrekvenser och signalstyrkor, allt från lågeffektsradiovågor som vanligtvis används för navigations- och kommunikationssystem till defensiva plattformar som utnyttjar elektromagnetiska strålar med hög effekt för att inaktivera elektronik och explosiva enheter, eller för att störa snabbgående fordon som drönare. Förutom att hitta nya sätt att använda radiovågor som överföringsmedium, är arbetet också fokuserat på att skydda kritiska radiosignaler från störningar eller störningar, förhindra att extrema RF-miljöer påverkar elektronikutrustningens prestanda och att säkerställa att nya RF-system kan användas säkert och utan att påverka signalerna som används av andra trådlösa tekniker.

"Att gå trådlöst innebär massor av extra utmaningar som vi ständigt arbetar för att lösa, som att undvika störningar och hantera säkerhetsrisker", säger Hoad. "Det finns också en trend mot att använda högre frekvenser, upp i terahertz-regimen, vilket tänjer på teknikgränserna och presenterar nya och spännande problem för oss att arbeta med."

Med flera hundra RF-specialister som arbetar på QinetiQs anläggningar i Storbritannien, USA och andra internationella platser, finns det gott om möjligheter för dess tekniska specialister att engagera sig i olika projekt och problem. "QinetiQ är på många sätt en samling av små och specialiserade team", kommenterar Barney Petit, som leder en grupp i Farnborough, Storbritannien, som undersöker de fysikrelaterade effekterna av RF-vågor. "Det gör att vi kan samarbeta med kollegor som arbetar inom en mängd olika tekniska områden, vilket gör arbetet otroligt varierande och intressant."

I många fall är huvudfokus för Petit och hans team att skydda kritiska elektroniska system från effekterna av ovanliga RF-miljöer, som de som orsakas av elektromagnetiska pulser eller solaktivitet. Men de arbetar också med att skapa nya RF-miljöer för applikationer som trådlös kraftöverföring eller system för riktad energi, med särskilt fokus på att säkerställa att dessa kraftfulla plattformar kan distribueras säkert. "De ovanliga RF-miljöer som skapas av dessa system kan inte bedömas på samma sätt som konventionella trådlösa signaler", säger Petit. "Vi har arbetat med oberoende organisationer för att förstå säkerheten hos dessa system och hur de kan samexistera med annan kommunikation och säkerhetskritisk elektronikteknik."

Faktum är att nästan allt arbete för Petit och hans team involverar någon form av samarbete. "Vi har arbetat med akademiska forskarteam för att designa några av de antenner vi använder för att simulera dessa RF-miljöer, plus att vi tillhandahåller konsulttjänster till den kommersiella sektorn", säger han. "Som ett exempel har vi nyligen arbetat med ett energibolag i Skandinavien för att förstå hur RF-strålningen som genereras av rymdväder kopplas in i de långa elkablarna i kraftinfrastrukturen."

De flesta av projekten kräver någon form av laboratoriebaserad testning, ofta med hjälp av semi-ekofria testkammare i Farnborough och ibland en mycket större ekofri kammare, som hanteras av QinetiQ och ägs av försvarsministeriet, som kan rymma ett helt flygplan. Sofistikerade analytiska tekniker används också rutinmässigt för att förstå mätningarna och utveckla numeriska modeller av olika RF-effekter och system.

Utomhusexperiment behövs också för att testa och utvärdera nya trådlösa teknologier, vilket kräver att labbresultat och numeriska modeller översätts till realistiska och verkliga övningar som tar itu med varje kunds specifika utmaningar. I vissa fall anlitas även specialistkompetensen inom teamet för att ta itu med brådskande operativa behov, till exempel ett nytt krav för att förstå och mildra samexistensriskerna med kontradrönarsystem.

För många tekniska specialister som Petit erbjuder QinetiQ den idealiska kombinationen av vetenskaplig utmaning och möjligheten att engagera sig i en mängd olika projekt och uppgifter. "Det är alltid annorlunda, det är alltid intressant och det är alltid utmanande", säger han. "Personerna inom QinetiQ brinner för vetenskap och teknik, och de är alla fokuserade på att förstå och lösa problem för att driva teknisk innovation och lösa kundproblem."

När försvars- och säkerhetssektorn alltmer går mot trådlös teknologi, finns det en växande efterfrågan inom QinetiQ på fysiker och ingenjörer som kan undersöka, utvärdera och manipulera egenskaperna hos RF-vågor. "Vårt arbete har fortsatt att expandera i takt med att världen har blivit mer beroende av både trådlösa och elektroniksystem", säger Petit. "Vi har massor av arbete för människor att göra, och vi letar efter att fylla alla typer av roller inom RF-domänen."

Medan nya rekryter sannolikt inte har direkt erfarenhet av specialistarbetet på QinetiQ, bör forskare med en bakgrund inom fysik eller elektroteknik ha den grundläggande kunskap som behövs för att utveckla de nödvändiga experimentella och analytiska färdigheterna. "Våra seniora forskare och ingenjörer tillhandahåller utbildning på jobbet för att hjälpa personal i tidig karriär att lära sig om specifika aspekter av arbetet", förklarar Petit. "Vi har rekryterat personer från industrin som har erfarenhet av RF-tester i en forskningsmiljö, medan alla som har arbetat med radar sannolikt har överförbara kunskaper och färdigheter."

Kandidater som precis har börjat på sina karriärer är också välkomna, särskilt de som har fått någon utbildning i radar eller RF-teknik. – De kanske precis har avslutat en lärlingsutbildning, en examen, en magister- eller doktorsexamen och vill komma in i en organisation där de kan utveckla sina färdigheter inom RF-teknik i en vetenskaps- och innovationsmiljö, säger Hoad. "Inom QinetiQ har de flexibiliteten att följa sina egna intressen."

Nyutexaminerade har möjlighet att gå med i QinetiQs tvååriga utbildningsprogram, där de är baserade i en "hem"-verksamhet samtidigt som de tar en serie sexmånadersplaceringar inom andra områden, eller bygger sina färdigheter och expertis inom ett specifikt tekniskt team. Men vem som helst i företaget har möjlighet att flytta mellan olika tekniska områden allt eftersom karriären fortskrider. "Människor kan röra sig över vårt breda spektrum av aktiviteter", säger Hoad. "Någon kan börja i högeffekts RF-system, till exempel, och sedan använda den kunskapen i ett team som arbetar för att förstå spridningen av radiosignaler, eller vice versa."

QinetiQ erbjuder också gott om möjligheter att få ytterligare akademiska kvalifikationer och fortlöpande professionell utveckling. Hoad började sin karriär som teknisk lärling och studerade på deltid för att först ta en master och sedan en doktorsexamen, medan Petit för närvarande sponsras av QinetiQ för att slutföra ett doktorandprojekt om trådlös kraftöverföring med Queens University Belfast.

De flesta tekniska specialister på QinetiQ siktar också på att bli chartrade vetenskapsmän och ingenjörer, där företaget tillhandahåller stöd för att finansiera medlemsavgifter, identifiera lämpliga mentorer och hjälpa personal att skaffa de nödvändiga kunskaperna och erfarenheterna. "Inom QinetiQ kan du ha kontroll över ditt eget öde", säger Hoad. “Du kan välja att bli en djup specialist inom en specifik RF-teknik, eller så kan du utöka din kärnkompetens genom att engagera dig i olika projekt och team. Vi ger stöd för varje individ att hitta och utveckla sin egen väg.”

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/wireless-trend-demands-radiofrequency-innovation/