Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета имени В. И. Ленина (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») разработали и запатентовали СВЧ-антенну для массового производства систем связи стандарта 5G. Устройство не имеет аналогов на рынке по ряду характеристик, среди которых — низкая стоимость и возможность работать в широком диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ).
В конструкции антенны ученые используют технологию, которая позволяет управлять лучом в очень узком диапазоне частот на значительном расстоянии, что позволило достигнуть требуемой универсальности работы. Все компоненты устройства изготовлены из нержавеющей стали при помощи лазерной резки деталей, а пластиковый корпус создан с использованием методов 3D-печати. Полученный макет антенны с уникальной конструкцией запатентован научными сотрудниками ЛЭТИ.
«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», — поясняет заместитель заведующего кафедрой теоретических основ радиотехники (ТОР) по научной работе СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Любовь Любина.
Широкое распространение систем связи стандарта 5G сегодня 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 — от 4,8 до 5 ГГц.Однако 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 5G — 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 недорогие технологии изготовления и компонентная база. При этом наше устройство, в отличие от существующих аналогов, более универсально: оно способно надежно работать в более широкой полосе, в частности, полностью перекрывать выделенный диапазон 4,8-5 ГГц», —рассказывает Любовь Любина.
По мнению исследователей, при наличии модуля управления, из нескольких разработанных устройств можно собрать сложносоставную антенну, действующую на принципах MIMO (множественные входы и выходы), которая отличается высокой пропускной способностью и энергоэффективностью. Такие антенны, в отличие от обычных, передают и принимают сигналы от множества устройств одновременно.
Разработка, нацеленная на импортозамещение в сфере новых систем связи, проведена в рамках стратегического проекта СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Новые технологии информационной связанности объектов и территорий» в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
