Ученые ЮУрГУ представили универсальную модульную антенну, способную работать с любыми стандартами связи: от 3G до 6G. Разработка объединяет в себе свойства «конструктора»: добавление или удаление слоев позволяет мгновенно менять характеристики устройства под новые задачи.
«Разработка представляет собой двухдиапазонную ненаправленную антенну с горизонтальной поляризацией, которая может стать универсальным решением для систем беспроводной связи. Сейчас команда проекта готовится к изготовлению рабочих образцов», – поясняет автор проекта доцент кафедры «Радиоэлектроника и системы связи» Политехнического института ЮУрГУ Святослав Дударев.
Базовая версия антенны работает в двух диапазонах частот, обеспечивая круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Это означает, что устройство равномерно принимает и передает сигнал во всех направлениях.
Главное отличие новой разработки от классических аналогов антенн – в её модульной многослойной конструкции. Базовая двухслойная антенна уже готова к работе в существующих стандартах сотовой связи (3G, 4G, 5G). Использование дополнительных слоев, включая различные метаструктуры, позволяет:
· улучшить согласование с фидером;
· увеличить кросс-поляризацию;
· уменьшить габариты антенны с экраном;
· изменять электромагнитные характеристики без полной переработки проекта.
«Существующие антенны зачастую применимы только к одной конкретной задаче. Если задача меняется, нужно разрабатывать новую, а это дорого и долго. Наша технология позволяет изменять характеристики в кратчайшие сроки за счет особенностей конструкции», – поясняет разработчик.
По словам автора проекта, область применения антенны чрезвычайно широка: от гражданских нужд до космической отрасли. Новая разработка может быть применена при:
· создании элементов антенных решеток для сотовой связи;
· усилении сигнала внутри помещений (офисы, промышленные цеха);
· разработке систем связи с подвижными объектами любого типа;
· в рамках технологии «интернета вещей» (IoT) для управления оборудованием на больших территориях.
Хотя для использования в смартфонах антенна слишком велика, производить ее массово не составит труда. В основе лежит недорогая печатная технология с использованием доступных фольгированных диэлектриков (например, российского FR4 или доступных китайских аналогов). Чем больше объем производства, тем ниже цена комплекта. Благодаря доступности материалов на территории РФ разработка носит импортозамещающий характер.
На данный момент уже получено положительное решение от Роспатента о выдаче патента на полезную модель «Многослойная антенна». Готовится к публикации научная статья в высокорейтинговом научном журнале.
«Технология модульных метаструктур – это не просто рядовое улучшение, а один из мировых трендов, который «позволяет глобально изменить характеристики антенных устройств», открывая эру по-настоящему гибких антенных систем», – отмечает создатель нового устройства Святослав Дударев.
Юлия Шерстобитова