×
RF পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারগুলির জ্যামার সিস্টেমের সাথে ঠিকভাবে কাজ করার জন্য, শক্তি নষ্ট না করা এবং অবাঞ্ছিত ব্যাঘাত তৈরি না করার উদ্দেশ্যে তাদের সঠিক অপারেশনাল ফ্রিকোয়েন্সির সাথে মিল রাখা প্রয়োজন। 2023 সালের কিছু ক্ষেত্র পরীক্ষা অনুসারে, যখন অ্যামপ্লিফায়ারগুলি শুধুমাত্র সংকীর্ণ ব্যান্ডের পরিবর্তে 1.7 থেকে 4.2 GHz পর্যন্ত পরিসর কভার করে, তখন তারা আসলে সংকেতের গুণমানে কোনও ব্যাঘাত না ঘটিয়েই প্রায় 18% পর্যন্ত শক্তি ব্যবহার কমিয়ে দেয় (2023 সালের তাদের গবেষণায় Dewinjammer-এর প্রতিবেদন অনুসারে)। তবে যখন এই ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরগুলির মধ্যে মিল না থাকে, তখন সমস্যা দেখা দেয়। হুমকি দেখা দিতে পারে এমন গুরুত্বপূর্ণ এলাকাগুলি সম্পূর্ণভাবে অসুরক্ষিত থাকে, অথবা আরও খারাপ কিছু ঘটে—সংকেতগুলি পাশের চ্যানেলগুলিতে ছড়িয়ে পড়ে, যা আসল ইলেকট্রনিক যুদ্ধ অপারেশনের সময় ব্যাপক ব্যাঘাত ঘটাতে পারে।
আধুনিক জ্যামারগুলির GPS (1.2/1.5 GHz), সেলুলার (700 MHz–4 GHz) এবং Wi-Fi (2.4/5 GHz)-এর মতো বিভিন্ন সিগন্যাল একসঙ্গে বাধাগ্রস্ত করতে হয়, যার জন্য 500 MHz-এর বেশি ব্যান্ডউইথের প্রয়োজন। GaN অর্ধপরিবাহী প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি ওয়াইডব্যান্ড RF পাওয়ার অ্যাম্পলিফায়ারগুলি অষ্টম সীমার মধ্যে >50 dB লাভ প্রদান করে, যা একক অ্যাম্পলিফায়ারের মাধ্যমে একাধিক সংকীর্ণ-ব্যান্ড ইউনিটকে প্রতিস্থাপন করতে সক্ষম করে কার্যকারিতা নষ্ট না করেই।
800 মেগাহার্টজ থেকে শুরু করে 4 গিগাহার্টজ পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সির মধ্যে 30 ডিবিএম আউটপুট উৎপাদন করতে সক্ষম টিউনেবল অ্যামপ্লিফায়ারগুলি এখন সামরিক কর্মীদের দ্বারা জিপিএস-নির্দেশিত ড্রোন এবং 5G সক্ষম IED-এর মতো হুমকির বিরুদ্ধে কার্যকরভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। এই সিস্টেমগুলির কার্যকারিতা নিয়ে যখন দেখা হয়, তখন দেখা যায় যে তারা স্পেকট্রামের গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলিতে, যেমন 2.3 গিগাহার্টজ (যা LTE সংকেত কভার করে) এবং 3.5 গিগাহার্টজ (যেখানে 5G n78 কাজ করে), VSWR 2.5:1 এর নিচে রাখে। এর থেকে যা পরিষ্কার হয়ে ওঠে তা হল - ব্যাপক ব্যান্ড অ্যামপ্লিফায়ারগুলি কোনও ধরনের কার্যকারিতার মান খরচ না করেই বিভিন্ন ধরনের হুমকির বিরুদ্ধে চমৎকার সুরক্ষা প্রদান করে।
সংকেতগুলি সফলভাবে জ্যাম করতে, লক্ষ্যযুক্ত ডিভাইস থেকে আসা শক্তির চেয়ে বেশি শক্তি উৎপাদন করতে হবে অ্যাম্পলিফায়ারগুলিকে। বাণিজ্যিক ড্রোনগুলিকে একটি উদাহরণ হিসাবে নিন—অধিকাংশ শখের জ্যামারগুলি এই জিনিসগুলির সাথে সংগ্রাম করে, যদি না তারা প্রায় 50 ওয়াটের ক্রমাগত তরঙ্গ শক্তি উৎপাদন করতে পারে, শুধুমাত্র GPS সংকেতগুলি বিঘ্নিত করার জন্য। সামরিক প্রয়োগগুলি আরও কঠিন, কখনও কখনও 300 ওয়াটের বেশি প্রয়োজন হয় দীর্ঘ দূরত্বের যোগাযোগ লিঙ্কগুলি বন্ধ করতে। উচ্চতর আউটপুট চাপানোর সময় সমস্যাটি আরও খারাপ হয়ে যায় কারণ তাপ দ্রুত জমা হয়। এই কারণেই আজকাল অনেক পেশাদার গ্যালিয়াম নাইট্রাইড-ভিত্তিক অ্যাম্পলিফায়ারগুলির দিকে ঝুঁকছেন। এগুলি তাপ ভালভাবে সহ্য করে এবং সংকেতগুলিকে খুব বেশি বিকৃত না করে স্থিতিশীল থাকে, যা নির্ভরযোগ্যতা গুরুত্বপূর্ণ তীব্র অপারেশনগুলির সময় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
অ্যামপ্লিফায়ারগুলি যখন অ-রৈখিক মোডে কাজ করে, তখন সেগুলি হার্মোনিক বিকৃতি এবং ইন্টারমডুলেশন পণ্য তৈরি করে যা জ্যামিংয়ের নির্ভুলতা নষ্ট করে দেয়। তবে আমরা যদি অ্যামপ্লিফায়ারগুলিকে তাদের 1 ডিবি কম্প্রেশন পয়েন্টের ঠিক নিচে চালাই, তখন একটি আকর্ষক ঘটনা ঘটে—2024 সালে আইইইই-এর কিছু গবেষণা অনুসারে স্পেকট্রাল রিগ্রোথ প্রায় 65 শতাংশ কমে যায়। এটি 4G এবং 5G নেটওয়ার্কগুলির মধ্যে যে ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলি ওভারল্যাপ করে তেমন ক্ষেত্রে খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এভাবে রাখলে জ্যামিং শক্তি তার লক্ষ্যে স্থিত থাকে, যা বাধা দেওয়ার প্রয়োজন, এবং স্বাভাবিকভাবে প্রবেশ করার চেষ্টা করা বৈধ সংকেতগুলির উপর ভুলবশত ঢাকা পড়ে না।
আউটপুট পাওয়ার সর্বাধিক করা প্রায়শই তাপ সঞ্চয়ের কারণে দক্ষতা হ্রাস করে 30–40%উন্নত ডিজাইনগুলি অ্যাডাপটিভ বায়াসিং এবং ডোহার্টি কনফিগারেশন ব্যবহার করে এই সমস্যা কমায়, এবং পৌঁছায় 80% ড্রেন দক্ষতা 150W আউটপুটে। এই উন্নতিগুলি অপারেশনাল সহনশীলতা বাড়ায়, বিশেষত মোবাইল প্ল্যাটফর্মগুলিতে যেখানে শীতলকরণ ক্ষমতা সীমিত।
থার্ড-অর্ডার ইন্টারসেপ্ট পয়েন্ট (IP3) একটি এমপ্লিফায়ারের একাধিক সংকেত প্রক্রিয়াকরণের সময় ইন্টারমডুলেশন ডিসটরশন দমন করার ক্ষমতা পরিমাপ করে। ঘন স্পেকট্রাল পরিবেশে, IP3 মান >40 dBm সহ এমপ্লিফায়ারগুলি ফ্রিকোয়েন্সি জুড়ে হস্তক্ষেপ কমায়। শিল্প বিশ্লেষণগুলি দেখায় যে 45 dBm IP3 এর বেশি মান সহ ইউনিটগুলি স্পেকট্রাল পুনরুদ্ধার 30-50% কমায়, মাল্টি-থ্রেট পরিস্থিতিতে লক্ষ্য নির্ভুলতা বাড়ায়।
1 ডি.বি. সংকোচন বিন্দু, যা P1dB নামে পরিচিত, মূলত সেই বিন্দু যেখানে একটি অ্যামপ্লিফায়ারের লাভ রৈখিকভাবে কাজ করার তুলনায় 1 ডি.বি. হ্রাস পেতে শুরু করে। যখন সিস্টেমগুলি এই সীমার খুব কাছাকাছি চলে, তখন এটি বিকৃতি তৈরি করা শুরু করে যা জ্যামিংয়ের নির্ভুলতা নষ্ট করে দিতে পারে। বেশিরভাগ ইঞ্জিনিয়ারই এই সীমার ঠিক কাছাকাছি কাজ চালানো থেকে বিরত থাকেন। পালসড সিগন্যালের ক্ষেত্রে, P1dB-এর চেয়ে প্রায় 6 থেকে 10 ডি.বি. নিচে থাকাই ভালো অনুশীলন। তবে OFDM-এর মতো জটিল মডুলেটেড সিগন্যালের ক্ষেত্রে, নিরাপত্তা মার্জিনটি আরও বড় হওয়া উচিত, P1dB-এর চেয়ে 10 থেকে 15 ডি.বি. নিচে কোথাও হওয়া উচিত। এই অতিরিক্ত হেডরুমটি তখনও সিগন্যালের গুণমান বজায় রাখতে সাহায্য করে, যখন বাস্তব জীবনের সিস্টেমগুলি প্রতিদিন বিভিন্ন ধরনের পরিবর্তনশীল লোড শর্তের মুখোমুখি হয়।
হেডরুম অপারেশনাল পাওয়ার এবং সর্বোচ্চ আউটপুটের মধ্যে পার্থক্য, যা সিগন্যাল উচ্ছ্বাস থেকে রক্ষা করে। মোবাইল জ্যামিং সিস্টেমগুলিতে, হঠাৎ রূপান্তরের সময় ক্লিপিং রোধ করতে এবং দক্ষতা সর্বোচ্চ করতে 3–5 dB হেডরুম বজায় রাখা হয়। GaN অ্যামপ্লিফায়ার LDMOS-এর তুলনায় 20% বেশি হেডরুম প্রদান করে, যা অনিশ্চিত পরিস্থিতিতে আরও ভালো স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে।
অ্যামপ্লিফায়ারকে স্যাচুরেশনে চালিত করা অনিয়ন্ত্রিত হারমোনিক তৈরি করে, যা সংলগ্ন ব্যান্ডগুলিতে ব্যাঘাতের ঝুঁকি বাড়ায়। স্যাচুরেশনের 2–4 dB নিচে থাকা স্থিতিশীল গেইন প্রোফাইল বজায় রাখে, যা ধারাবাহিক মিশনের জন্য অপরিহার্য। ক্ষেত্রের তথ্য অনুযায়ী, এই মার্জিন মেনে চলা ধারাবাহিক কাউন্টার-ড্রোন অপারেশনে তাপীয় শাটডাউন ঘটনা 65% কমায়।
স্যাচুরেশনের কাছাকাছি কাজ করা অ্যামপ্লিফায়ারগুলি হারমোনিক্স উৎপাদন করে, যা মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সির পূর্ণসংখ্যা গুণিতক এবং অ-লক্ষ্য সিস্টেমগুলিকে ব্যাহত করতে পারে। এগুলি দমন করতে, ইঞ্জিনিয়াররা ইম্পিডেন্স ম্যাচিং নেটওয়ার্ক ব্যবহার করেন এবং কমপ্রেশনের চেয়ে 6–10 dB নিচে কাজ করেন। আধুনিক জ্যামিং প্ল্যাটফর্মগুলিতে আরও ভালো স্পেকট্রাল আউটপুট নিশ্চিত করতে উন্নত লিনিয়ারাইজেশন কৌশল আউট-অফ-ব্যান্ড ইমিশনকে 15–20 dB পর্যন্ত হ্রাস করে।
নয়েজ ফিগারে 2 dB বৃদ্ধি জ্যামার সংবেদনশীলতাকে 35% হ্রাস করে, যা দুর্বল হুমকির সিগন্যালগুলিকে দমন থেকে পালানোর সুযোগ দিতে পারে। কম শক্তির LoRa সিগন্যালগুলিকে লক্ষ্য করে ড্রোন-বিরোধী অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, অ্যামপ্লিফায়ারগুলির নয়েজ ফিগার 1.5 dB-এর নিচে রাখা আবশ্যিক। -40°C থেকে +55°C পর্যন্ত তাপীয় স্থিতিশীলতা ±0.2 dB নয়েজ ফিগার সামঞ্জস্য নিশ্চিত করে, যা চরম পরিবেশে কার্যকারিতা বজায় রাখে।
তিন-স্তরের পদ্ধতি সিগন্যাল বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করে:
গ্রাউন্ড প্লেন সেগমেন্টেশন হারমোনিক কারেন্টগুলির ক্ষমতা সরবরাহে ভুল মডুলেশন প্ররোচিত করা থেকে বাধা দেয়, বিশেষ করে স্থান-সীমিত যানবাহন জ্যামার ইনস্টলেশনে অপরিহার্য।
মোবাইল জ্যামিং সিস্টেমগুলি ঠিকমতো কাজ করার জন্য RF প্রবর্ধকের প্রয়োজন যা কোনোভাবে শক্তিশালী এবং ছোট উভয়ই হয় তবুও দক্ষ হয়। অধিকাংশ প্রকৌশলীদের কাছে এই সিস্টেমগুলি ডিজাইন করার সময় SWaP-C নামে কিছু বলা হয়। এটির অর্থ হল আকার, ওজন, ক্ষমতা এবং খরচ। মূলত, প্রতিটি অংশ গুরুত্বপূর্ণ কারণ কেবলমাত্র আরও সামান্য জায়গা বা শক্তি খরচ করা হলেও সিস্টেমটি বাস্তব পরিস্থিতিতে তার ব্যবহারের পার্থক্য হতে পারে। 2023 সালে প্রতিরক্ষা গবেষকদের একটি সদ্য প্রতিবেদন অনুযায়ী, প্রায় দুই তৃতীয়াংশ জ্যামার ব্যর্থতা ঘটে কারণ ডিভাইসগুলি ওভারহিট হয়ে যায় বা SWaP স্পেসিফিকেশনের তুলনায় খুব দ্রুত শক্তি শেষ হয়ে যায়। এটি এই ক্ষুদ্র সিস্টেমগুলিতে উপযুক্ত তাপীয় ব্যবস্থাপনা কতটা গুরুত্বপূর্ণ তা দেখায়।
কার্যকর একীকরণের জন্য RF প্রবর্ধক এবং তিনটি প্রধান উপ-সিস্টেমের মধ্যে সামঞ্জস্য প্রয়োজন:
চালু-চক্রের উচ্চ কার্যভারে ব্যর্থতার হার 38% কমায় এম্বেডেড তাপীয় সেন্সর এবং সক্রিয় নিরীক্ষণ। প্রধান কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছে:
কঠোর পরিচালন পরিবেশে 5,000+ ঘন্টার বেশি সময় ধরে RF পাওয়ার অ্যাম্পলিফায়ার >90% জ্যামিং কার্যকারিতা বজায় রাখতে এই অনুশীলনগুলি নিশ্চিত করে।
আরএফ পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারগুলিকে অপারেশনাল ফ্রিকোয়েন্সি এবং ব্যান্ডউইথের সাথে মিল রেখে চলতে হয়, যাতে অ-লক্ষ্য এলাকাগুলিতে শক্তি নষ্ট না হয় বা ব্যাঘাত না ঘটে এমনভাবে লক্ষ্য সংকেতগুলিকে দক্ষতার সাথে ব্যাহত করা যায়।
টিউনেবল অ্যামপ্লিফায়ারগুলি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি কভারেজ প্রদান করে, যা জিপিএস-নির্দেশিত ড্রোন এবং 5G-সক্ষম ডিভাইসগুলির মতো বিভিন্ন হুমকির বিরুদ্ধে কার্যকর ব্যাঘাত ঘটায় এবং পারফরম্যান্সের ক্ষতি ছাড়াই কাজ করে।
SWaP (আকার, ওজন, শক্তি এবং খরচ) মোবাইল জ্যামিং সিস্টেম ডিজাইনে গুরুত্বপূর্ণ, যা নিশ্চিত করে যে এগুলি ক্ষুদ্রাকার, দক্ষ এবং ক্ষেত্রের অবস্থায় দীর্ঘস্থায়ী অপারেশনে সক্ষম।
উপযুক্ত তাপ ব্যবস্থাপনা আরএফ পাওয়ার অ্যামপ্লিফায়ারগুলির অতি উত্তপ্ত হওয়া রোধ করে এবং বিশেষ করে ক্ষুদ্রাকার মোবাইল জ্যামিং সিস্টেমগুলিতে সঙ্গতিশীল পারফরম্যান্স নিশ্চিত করে।
