По ряду характеристик, среди которых дешевизна и возможность работать в широком диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), устройство не имеет аналогов на рынке.
Широкое распространение наиболее эффективных сегодня систем связи стандарта 5G зависит от развития технологий беспроводной передачи информации. В частности, компоненты для таких сетей должны быть недорогими в производстве и эксплуатации, иметь небольшие габариты, а также работать в широком диапазоне частот (выделенные для стандарта 5G частоты – от 4.8 до 5 ГГц).
Ни одна базовая станция беспроводной связи не может работать без антенн – устройств, преобразующих информационный сигнал в электромагнитные волны, которые используются для приема и передачи информации.
«Сегодня на рынке есть различные недорогие типовые антенны стандарта G, например, китайского производства. Большой минус таких устройств в том, что они обладают ограниченными радиочастотными характеристиками и действуют в определенной узкой полосе частот. Мы разработали новый тип антенны для систем 5G, для производства которой используются дешевые технологии изготовления и компонентная база. При этом наше устройство в отличие от существующих аналогов более универсально, то есть оно способно надежно работать в более широкой полосе, в частности, полностью перекрывать выделенный диапазон 4.8-5 ГГц», – сказала заместитель заведующего кафедрой теоретических основ радиотехники по научной работе СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Любовь Михайловна Любина.
В конструкции антенны ученые адаптировали принцип действия оптической системы Фабри-Перо для преобразования света, которая позволяет управлять лучом в очень узком диапазоне частот на значительном расстоянии, под особенности радиочастотного диапазона – это позволило достигнуть требуемой универсальности работы. Все компоненты устройства изготовлены из нержавеющей стали при помощи дешевой лазерной резки деталей, а пластиковый корпус создан с помощью методов 3D-печати. Полученный макет антенны с уникальной конструкцией запатентован научными сотрудниками ЛЭТИ.
По словам исследователей, при наличии модуля управления, из нескольких разработанных устройств можно собрать сложносоставную антенну, действующую на принципах MIMO (Multiple Input Multiple Output), которая отличается высокой пропускной способностью и энергоэффективностью. Такие антенны в отличие от обычных передают и принимают сигналы от множества устройств одновременно.
«Мы создали макет антенны из отечественных компонентов для внедрения в массовое производство, себестоимость которого будет в несколько раз дешевле существующих аналогов. Разработка позволит России обеспечить собственными антеннами базовые станции, которые, в частности, используются в инфраструктуре мобильной связи и интернета», – добавила Любовь Любина.
Сейчас ученые находятся в поиске потенциальных индустриальных партнеров для внедрения антенны в массовое производство. Разработка была проведена в рамках стратегического проекта «Новые технологии информационной связанности объектов и территорий» программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».
