מהו חיישן אלקטרומגנטי?
חיישן אלקטרומגנטי (Electromagnetic Sensor) הוא התקן המשמש לזיהוי, מדידה או מיפוי של
תכונות שדה אלקטרומגנטי בין אם מדובר בגלי רדיו (RF), אור, שדות מגנטיים, שדות חשמליים
או תדרים אחרים בספקטרום האלקטרומגנטי.
חיישנים אלקטרומגנטיים מבוססים על יחסי גומלין בין חומר לשדה אלקטרומגנטי —
לדוגמה: החזרת קרינה, בליעה, השהיה, או שינוי בהתנגדות חשמלית.
סוגים עיקריים של חיישנים אלקטרומגנטיים
| סוג חיישן | תחום תדרים | תיאור קצר |
| חיישני RF | MHz-GHz | קולטנים/משדרים לאותות רדיו (Wi-Fi, NFC) |
| חיישני אינדוקציה | Hz-kHz | מודדים שינוי זרם עקב שדה מגנטי משתנה |
| חיישני מגנטומטר | DC-Hz | מזהים שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ |
| חיישני אופטי (אינפרה/אולטרה) | THz ומעלה | מודדים אור בתחום בלתי נראה |
| חיישני קרינה | RF-X-ray | כוללים מד קרינה אלקטרומגנטית, גלאי לייזר ועוד |
| חיישני SAR | GHz | רדאר ליצירת תמונה מהחזר אלקטרומגנטי |
| חיישני LIDAR | אור נראה-IR | מודדים מרחק לפי זמן החזרת לייזר |
יישומים של חיישנים אלקטרומגנטיים
רפואה
דימות תהודה מגנטית (MRI)
ניטור אותות EEG/ECG ללא מגע
גילוי סרטן באמצעות גלי מיקרו
תעשייה
בקרה על מכונות באמצעות חיישני אינדוקציה
גילוי תקלות חשמליות במנועים
מדידת עובי מתכת באמצעות Eddy Current
תחבורה ואוטונומיה
רדאר (Radar) לרכבים אוטונומיים
חיישני LIDAR לזיהוי עצמים ומיפוי תלת־ממדי
אבטחה ומודיעין
סריקת אנשים עם חיישני מ”מ (MMW) בשדות תעופה
יירוט אותות והאזנה אלקטרונית
סביבה וחישה מרחוק
ניטור שדות מגנטיים גיאולוגיים
חישה סיסמית באמצעות SAR
שילוב בינה מלאכותית בחיישנים אלקטרומגנטיים
אתגר:
החיישן מודד אותות גולמיים – בינה מלאכותית (AI) נדרשת כדי:
לסנן רעש
לבצע סיווג תבניות
לבצע ניתוח בזמן אמת (real-time inference)
יישומים של AI וחיישנים אלקטרומגנטיים
CNN לזיהוי עצמים בסריקות LIDAR
RNN לניתוח אותות EEG מגזרים רפואיים
Autoencoders לדחיסת נתוני חישה במערכות IoT
מודלים גיאו־מרחביים לניתוח קריאות SAR ולוויין
AI מאפשרת גם:
לכייל חיישנים אוטומטית
לזהות תקלות במערכת באמצעות anomaly detection
פיתוח חיישנים אלקטרומגנטיים
פיתוח חיישנים אלקטרומגנטיים משלב בין פיזיקה, הנדסה ואלקטרוניקה מתקדמת לצורך מדידת שדות מגנטיים,
זרמים, תנועה, מתכות ומאפיינים נוספים בסביבה תעשייתית, רפואית או ביטחונית.
חיישנים אלה משמשים במערכות בקרה, ניווט, רובוטיקה, זיהוי מגעים ועוד.
קורל טכנולוגיות מציעה שירותי פיתוח מקצה לקצה של חיישנים אלקטרומגנטיים מותאמים אישית כולל תכנון חומרה,
סימולציות שדה, בחירת רכיבים, תכנון אנטנות, פיתוח אלגוריתמים לעיבוד אותות, ואינטגרציה מלאה במערכות קיימות.
השירות מיועד לארגונים הזקוקים לפתרונות מדידה ייעודיים ברמת דיוק גבוהה ובתנאי סביבה מאתגרים.
אתגרים:
רגישות לעומת רעש – שיפור SNR (יחס אות לרעש)
שילוב רב-חושי – איחוד נתונים ממקורות מגנטיים, אופטיים וחשמליים
חיישנים גמישים – עבור לבוש חכם ורפואה
הקטנה והוזלה -פיתוח MEMS מבוססי ננו-חומרים
טכנולוגיות חדשות:
חיישני Graphene עם תגובה אלקטרומגנטית מהירה
חיישנים ללא מגע מבוססי תדר-רדיו לניטור חולים
פיתוח חיישנים קוונטיים לרגישות גבוהה במיוחד
שאלות ותשובות בנושא חיישן אלקטרומגנטי
מה ההבדל העקרוני בין חיישן אינדוקטיבי לחיישן מגנטומטר?
חיישן אינדוקטיבי מזהה מתכות באמצעות שינויים בהשראות (inductance) הנגרמים מתנועה יחסית.
מגנטומטר מודד את עוצמת וכיוון השדה המגנטי עצמו, לרוב עבור ניווט גיאומגנטי.
כיצד ניתן לשלב למידת מכונה בזמן אמת בחיישן RF במערכות IoT?
באמצעות edge AI, מודלים קלים כמו TinyML או quantized models המורצים על מיקרו־בקרים (MCU)
בסמוך לחיישן, ניתן לבצע עיבוד אותות, סיווג פעולות וזיהוי תקלות ברשתות RF ללא צורך בענן.
מה היתרון של שימוש ב-SAR לעומת צילום אופטי מלווין?
SAR (Synthetic Aperture Radar) פועל בגלי מיקרו ולכן מסוגל “לראות” דרך עננים, בלילה ובתנאים קשים.
צילום אופטי דורש תאורה ישירה וחשוף להסתרות.
מדוע נדרשת בינה מלאכותית בניתוח אותות מגנטיים רפואיים?
כיוון שאותות מגנטיים כמו MEG או fMRI כוללים מאות ערוצים, תדירויות רבות, ורעש ביולוגי. מודלים כמו CNN או LSTM
מסייעים לאתר תבניות נוירולוגיות מורכבות בזמן אמת.
