Comment cette startup a réduit les coûts de production des amplificateurs de puissance à ondes millimétriques

Diana Gamzina a pour mission de réduire considérablement le prix des amplificateurs de puissance à ondes millimétriques. Les dispositifs électroniques sous vide sont utilisés pour la conversation avec des sondes spatiales distantes et pour d’autres purposes nécessitant les débits de données les additionally élevés disponibles.

Les amplificateurs peuvent coûter jusqu’à 1 million de bucks chacun, car ils sont fabriqués à l’aide d’une fabrication coûteuse et de haute précision et d’un assemblage manuel. La startup de Gamzina, Elfeutilise des matériaux de pointe et de nouvelles technologies de fabrication pour réduire le prix unitaire.

Cela peut prendre jusqu’à un an pour produire l’un des amplificateurs en utilisant des procédés de fabrication conventionnels, mais Elve en fabrique déjà environ un par semaine, dit Gamzina. Le processus d’Elve permet des ventes à approximativement 10 % du prix habituel, ce qui rend les marchés à gros volumes as well as accessibles.

Lancée en juin 2020, la startup produit des systèmes abordables pour les connexions sans fil qui offrent une qualité de fibre optique, ou ce que Gamzina appelle vitesse elfique connectivité. Le nom de l’entreprise, dit-elle, fait référence à l’émission atmosphérique de perturbations lumineuses et à très basse fréquence dues aux resources d’impulsions électromagnétiques. Les elfes peuvent être vus comme un anneau plat brillant dans la haute atmosphère terrestre. Ils apparaissent pendant quelques millisecondes et peuvent atteindre jusqu’à 320 kilomètres de substantial.

Basée à Davis, en Californie, Elve emploie 12 personnes ainsi qu’une poignée de consultants et de conseillers.

Pour son travail sur les amplificateurs, Gamzina, membre senior de l’IEEE, a reçu cette année le prix Prix ​​​​du jeune scientifique en électronique sous vide du Société des appareils électroniques IEEE. Elle a reçu le prix en avril au Conférence internationale sur l’électronique sous vide de l’IEEEà Monterey, Californie.

“Dr. L’innovation et les contributions de Gamzina à l’industrie sont remarquables », membre de l’IEEE Jack Tucekprésident général de la conférence, a déclaré dans un communiqué de presse à propos du prix.

Interactions entre les signaux millimétriques et les électrons

En furthermore de diriger son entreprise, Ganzima travaille comme scientifique au Laboratoire nationwide des accélérateurs SLACà Menlo Park, en Californie, aux États-Unis Laboratoire nationwide du ministère de l’Énergie exploité par l’Université de Stanford. C’est dans ce rôle qu’elle a commencé à discuter avec des représentants de l’industrie de la manière d’élargir le marché des amplificateurs à ondes millimétriques hautes performances.

De ces conversations, elle a conclu que la baisse du prix était la clé.

« Les customers paient entre 250 000 $ et 1 million de bucks pour chaque appareil individuel », dit-elle. “Lorsque vous entendez ces chiffres, vous réalisez pourquoi les gens ne pensent pas que ce prix soit abordable pour développer le marché.”

Le système d’amplification de puissance à ondes millimétriques d’Elve pèse 4 kilogrammes, mesure 23 centimètres sur 15 cm sur 8 cm et est alimenté par un bus d’entrée CC de 28 volts. Le cœur du système d’amplification est un ensemble de tubes à ondes progressives. Les Leading sont un sous-ensemble de l’électronique sous vide qui peut amplifier les signaux électromagnétiques de in addition de cent fois sur une huge bande de fréquences. Ils sont couramment utilisés pour les communications et les purposes d’imagerie radar, explique Gamzina.

“Notre objectif ultime est de faire partie du marché terrestre de sorte que les amplificateurs soient installés sur des excursions de téléphonie cellulaire, permettant une interaction à haut débit dans des endroits éloignés et ruraux du monde entier.”

Le TWT prend un signal d’onde millimétrique et le fait “interagir avec un faisceau d’électrons à haute énergie afin que le sign vole l’énergie du faisceau d’électrons. C’est comme ça que ça s’amplifie », dit Gamzina. “D’une certaine manière, c’est un concept very simple, mais il nécessite l’excellence dans la conception RF, la fabrication, la science du vide, l’émission d’électrons et la gestion thermique pour que tout fonctionne.”

Les amplificateurs à ondes millimétriques d’Elve permettent la communication avec les réseaux satellites et créent des liaisons sol-sol longue distance.

“Cela permet d’envoyer d’énormes quantités de données, ce qui entraîne des débits de données as well as élevés comparables à ceux des appareils de communication de type fibre ou laser”, explique Gamzina. “Un autre avantage est que l’amplificateur peut fonctionner dans la plupart des ailments météorologiques défavorables.”

Le marché initial pour les amplificateurs d’Elve est le domaine des communications, dit-elle, en particulier pour le backhaul : les connexions entre les stations de foundation et l’infrastructure du réseau central.

“Notre objectif ultime est de faire partie du marché terrestre de sorte que les amplificateurs soient installés sur des excursions de téléphonie mobile”, déclare Gamzina, “permettant une communication à haut débit de données dans des endroits éloignés et ruraux du monde entier”.

La société prévoit également de développer des amplificateurs à ondes millimétriques pour les applications d’imagerie et de radar.

Les conteneurs d’amplificateurs de puissance d’Elve abritent un tube à ondes progressives, un conditionneur d’alimentation électronique et un système de refroidissement.Elfe

S’appuyer sur les recherches effectuées au SLAC Lab

Le travail de Gamzina chez Elve est lié à la recherche qu’elle mène au laboratoire SLAC ainsi qu’aux travaux antérieurs qu’elle a effectués en tant qu’ingénieur de développement avec le groupe de recherche sur les ondes millimétriques au Université de Californie, Davis. Là, elle a étudié les appareils à vide qui fonctionnent à des fréquences térahertz pour être utilisés comme sources d’alimentation dans les accélérateurs de particules, les émetteurs de diffusion, le chauffage industriel, les systèmes radar et les satellites de conversation. Elle a également dirigé des programmes de recherche sur les techniques de fabrication additive. Elle détient trois brevets américains liés à la fabrication de dispositifs électroniques sous vide.

Pour apprendre à lancer une startup, elle a suivi un cours à Stanford sur le sujet et elle a suivi une development de 10 semaines pour les fondateurs proposée par 4ème, un accélérateur mondial de startups. Elle dit aussi qu’elle a appris quelques choses dans sa jeunesse en aidant dans l’entreprise de fabrication d’équipements hydrauliques de son père.

Lever des fonds pour maintenir son entreprise à flot est difficile pour de nombreuses startups, mais ce n’était pas le cas pour Elve, dit Gamzina.

« Nous avons une bonne traction sur le marché, un bon produit et une bonne équipe », dit-elle. “Il y a eu beaucoup d’intérêt pour ce que nous faisons.”

Ce qui a été une préoccupation, dit-elle, c’est que l’entreprise se développe si rapidement qu’il pourrait être difficile d’augmenter la creation.

“Fabriquer des centaines ou des milliers d’entre eux a été un défi à comprendre”, dit-elle. “Mais nous sommes prêts à passer de l’état dans lequel nous nous trouvons au prochain grand saut.”