Вы когда-нибудь задумывались, как работает Wi-Fi, GPS в вашем автомобиле или беНедавно в Стокгольме прошла Европейская конференция по антеннам и распространению радиоволн — EuCAP 2025. Это крупнейшее в Европе мероприятие, посвящённое антеннам и технологиям связи, которое собрало более 1700 специалистов из научной и промышленной сферы.
В этом году ключевыми темами стали: сети 5G и 6G, радары и внепланетные (не наземные) сети — NTN. Мы с командой приняли участие, общались с экспертами, делились своими решениями и вдохновлялись новыми идеями.
Антенна — основа любого беспроводного устройства
Антенна — это ключевой элемент, который преобразует электрические сигналы в радиоволны и обратно. Именно антенны позволяют устройствам "разговаривать" между собой — будь то ваш телефон, роутер или спутник на орбите.
Существует множество видов антенн, каждая из которых выполняет свою функцию:
- Дипольная антенна — классический вариант, часто используется в радиоаппаратуре. Простая, надёжная, проверенная временем.
- Плоская (patch) антенна — компактная и удобная, широко применяется в смартфонах и Wi-Fi-устройствах.
- Антенна Яги-Уда — направленная антенна с высоким усилением, подходит для приёма телесигнала или радиосвязи на большие расстояния.
Но спроектировать антенну — это только начало. Чтобы она действительно работала эффективно, её характеристики нужно точно измерить.
Какие параметры антенн важнее всего?
Инженеры проверяют несколько ключевых параметров:
- Коэффициент стоячей волны (КСВ) и обратные потери: Эти параметры показывают, насколько хорошо антенна согласована с системой. Хорошее согласование — это меньше потерь и выше эффективность.
- Направленность (Directivity): Способность антенны излучать или принимать сигнал в определённой зоне. Особенно важно для 5G, спутников и радаров.
- Закон обратных квадратов: Сигнал становится слабее по мере удаления от источника. Например, удвоение расстояния уменьшает мощность в четыре раза.
- Усиление (Gain): Показывает, насколько антенна концентрирует сигнал в определённом направлении. Чем выше усиление, тем дальше передаётся сигнал.
Как тестируют антенны сегодня?
Современные методы измерений делают процесс точным и надёжным:
- Векторные анализаторы цепей (VNA): Позволяют измерить характеристики антенны на разных частотах — например, КСВ и коэффициенты передачи.
- Безэховые камеры (Anechoic Chambers): Специальные помещения, исключающие отражения и внешние помехи. Здесь измеряют диаграммы направленности и усиление.
- Полевые измерения: Когда нужна проверка "на месте", используют портативные анализаторы, такие как Keysight FieldFox. Это настоящая лаборатория в рюкзаке.
Что ждёт антенны в будущем?
Антенны развиваются вместе с технологиями связи. Вот некоторые направления, которые уже формируют будущее:
- Формирование луча (Beamforming): Позволяет направлять сигнал прямо к пользователю — экономит энергию и улучшает качество связи. Необходимая технология для 5G, Wi-Fi 6/7 и радаров.
- MIMO: Использование нескольких антенн в одном устройстве для увеличения скорости передачи данных. Применяется повсюду — от смартфонов до базовых станций и спутников.
- 5G и 6G антенны: Обеспечивают сверхбыструю передачу данных с минимальными задержками. Это основа для таких решений, как автономный транспорт, AR/VR и дистанционная хирургия.
NTN и 6G: связь за пределами земли
- Антенны для NTN (не наземных сетей): Такие сети объединяют спутники, беспилотные летательные аппараты и наземную инфраструктуру. Антенны в таких системах должны быть максимально надёжными и гибкими.
- 6G антенны: Будущие антенны будут работать на сверхвысоких частотах — в том числе в терагерцевом диапазоне. Это откроет возможности для голографической связи, умных городов и Интернета вещей следующего поколения.
Что нового показали на EuCAP 2025?
На конференции в Стокгольме обсуждались:
- Wi-Fi 8 и новые конструкции антенн: Например, антенны на основе метаповерхностей для улучшения покрытия в помещениях.
- ИИ в радиотехнике: Применение машинного обучения для автоматического проектирования и оптимизации антенн.
- Развитие NTN и 6G: Включая решения от Keysight для тестирования новых технологий.
- Метаматериалы: Инновационные материалы для создания компактных и эффективных антенн с настраиваемыми свойствами.
Keysight — инструменты для точного тестирования
Для инженеров, которые разрабатывают и тестируют антенны, точность — это всё. Вот с чем помогает Keysight:
- S7601A: Комплект для измерения антенн в сотовой, автомобильной и спутниковой связи. Поддерживает визуализацию в 2D и 3D.
- F9650A CATR: Компактная антенная измерительная зона (Compact Antenna Test Range) с рабочими диаметрами до 40 см и диапазоном частот 6–110 ГГц.
- FieldFox: Портативные анализаторы с функциями калибровки "из коробки", идеальны для измерений в полевых условиях.
- VNA и безэховые камеры: Для глубокого лабораторного анализа характеристик антенн по всем ключевым метрикам.сперебойная связь на смартфоне? За всеми этими чудесами стоит целый мир антенн — незаметных, но критически важных компонентов современной беспроводной связи. Именно они делают нашу жизнь более удобной, связанную и быструю.
Несколько недель назад в Стокгольме прошла Европейская конференция по антеннам и распространению радиоволн (EuCAP 2025). Это крупнейшее в Европе мероприятие в своей области, которое собрало более 1700 участников из академической и промышленной среды. В этом году конференция акцентировала внимание на ключевых направлениях: 5G / 6G, радары и внепланетные сети (NTN). Мы с командой были там, впитывали знания и делились своим опытом. Вдохновившись событиями на EuCAP, мы решили рассказать, как работают антенны, зачем их тестировать и какие технологии формируют будущее связи.
Антенны — сердце беспроводного мира
Антенны — это не просто «железки». Это важнейшее звено между электрическим и радиоволновым мирами. Они преобразуют электрические сигналы в электромагнитные волны и наоборот. По сути, это магические мосты, благодаря которым устройства обмениваются данными на расстоянии.
Существует множество типов антенн, каждая со своей задачей:
- Дипольные антенны — классика, которую можно встретить в радиоприёмниках. Просты и надёжны.
- Плоскостные антенны (patch) — компактные и эффективные, часто используются в смартфонах и Wi-Fi.
- Яги-Уда (Yagi-Uda) — направленные антенны с высоким коэффициентом усиления, идеальны для приёма телевидения или радиосвязи на большие расстояния.
Однако спроектировать хорошую антенну — это только полдела. Необходимо точно измерить её характеристики, чтобы убедиться в её эффективности и надёжности.
Как измерить производительность антенны?
Вот ключевые параметры, которые инженеры тестируют:
- Усиление антенны (Gain): Показывает, насколько эффективно антенна излучает энергию в определённом направлении. Чем выше усиление, тем дальше «дотягивается» сигнал.
- Обратные потери и КСВ (Return Loss и VSWR): Отражают, насколько хорошо согласована антенна с системой. Чем меньше отражений, тем выше эффективность передачи сигнала.
- Направленность (Directivity): Способность фокусировать сигнал в заданном направлении — особенно важно в 5G и спутниковой связи.
- Закон обратных квадратов: Напоминает, что мощность сигнала убывает пропорционально квадрату расстояния от источника — важно при расчётах зоны покрытия.
Современные методы измерений
Сегодня инженеры используют самые передовые методы и инструменты:
- Векторные анализаторы цепей (VNA): Измеряют параметры S и позволяют оценить поведение антенны на разных частотах.
- Эхо-безэховые камеры (Anechoic Chambers): Исключают внешние помехи для точных измерений диаграммы направленности и усиления.
- Полевая диагностика: Портативные анализаторы, такие как Keysight FieldFox, позволяют проводить измерения в реальных условиях — например, на крыше или в автомобиле.
Инновации в антеннах: взгляд в будущее
Антенны становятся умнее и мощнее. Вот что нас ждёт уже сейчас и в ближайшие годы:
- Формирование луча (Beamforming): Направленное излучение сигнала к конкретным пользователям — ключевая технология для 5G, Wi-Fi 6/7 и радаров.
- MIMO: Системы с множеством антенн для увеличения пропускной способности — от смартфонов до спутников.
- 5G и 6G антенны: Обеспечивают сверхбыструю связь с низкой задержкой. Это фундамент для автономного транспорта, AR/VR и хирургии на расстоянии.
NTN и 6G: новое измерение связи
- Антенны для внепланетных сетей (NTN): Связывают спутники и наземные станции, обеспечивая покрытие даже в труднодоступных регионах. Требуют высокой адаптивности.
- 6G антенны: Работают в диапазонах до терагерц, поддерживают голографическую связь, мгновенную передачу данных и интеллектуальные городские системы. Это ключ к умному будущему.
EuCAP 2025: что нового?
Конференция в Стокгольме дала много пищи для ума. Основные темы:
- Wi-Fi 8 и новые архитектуры антенн: От петельных антенн до метаповерхностей для улучшения покрытия.
- ИИ в электромагнетизме: Использование машинного обучения для оптимизации антенн.
- 6G и NTN: Обсуждались практические вызовы и решения, включая доклады от Keysight.
- Метаматериалы: Разработка антенн с использованием новых материалов для улучшения компактности и эффективности.
Keysight: технологии для точного измерения
Чтобы антенны действительно работали, их нужно измерять точно. Вот с чем помогает Keysight
- S7601A: Комплект для измерений антенн в сотовой, автомобильной и спутниковой связи. Поддержка 2D/3D визуализации.
- F9650A CATR: Компактный диапазон с рабочими зонами 30–40 см и частотами до 110 ГГц.
- FieldFox: Портативные анализаторы для работы в полевых условиях с калибровкой одним нажатием.
- VNAs и эхокамеры: Для глубокого анализа параметров антенн в лабораторных условиях.
Обеспечьте себе и своим близким комфорт и безопасность, посетите наш интернет-магазин измерительного оборудования pribor-x.ru! Наши специалисты всегда готовы помочь вам с выбором и ответить на все ваши вопросы.
Свяжитесь с нами по почте sales@pribor-x.ru или по телефону 8-800-777-24-67.
