 |
Ученые ЛЭТИ разработали «умную» СВЧ-антенну стандарта связи 5G
Постоянный рост объемов передачи информации с помощью беспроводных (мобильных) систем вызывает потребность в развитии телекоммуникационных технологий по всему миру. Этот фактор приводит к необходимости создавать новые более эффективные стандарты связи, которым соответствуют определенные диапазоны частот радиоволн. В частности, сегодня наиболее актуальным из них является пятое поколение мобильных систем связи – 5G, которое работает как в сверхвысокочастотном диапазоне (СВЧ), так и в диапазоне миллиметровых длин волн.
Однако для массового внедрения сетей стандарта 5G требуется обеспечить их соответствующей компонентной базой, недорогой в производстве и эксплуатации, а также способной работать в широком диапазоне частот (для стандарта 5G обсуждаются выделение частот в РФ – в двух диапазонах: 410 – 7125 МГц (FR1) и 24.250 – 52.6 ГГц (FR2)).
В текущих поколениях систем связи используются частоты, которые обеспечивают всестороннее покрытие радиосигналом на определенной территории. Проблемой, которая возникает в связи с переходом на стандарт 5G FR2 (диапазон миллиметровых длин волн), является тот факт, что сигнал значительно сильнее затухает в атмосфере. Поэтому для обеспечения определённой зоны высокоскоростной надежной связью в рамках стандарта 5G необходимо концентрировать энергию излучения в определенном направлении (там где находятся пользователи).
«Мы разработали прототип управляемой антенны 5G, которая в отличие от широко распространенных аналогов способна формировать несколько лучей и таким образом увеличить пропускную способность канала связи. Кроме того, электронное управление направлением лучей в зависимости от расположения приемных устройств обеспечивает наилучшее покрытие и качество связи». – Доцент кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры (МИТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Павел Анатольевич Туральчук
Прототип антенны состоит из трех основных элементов. Первый – это подрешетка излучателей. Она подключается к многоканальному приемопередатчику, который соответственно, передает и принимает радиосигналы. В свою очередь они попадают на второй элемент – проходную антенную решетку, представляющую собой массив из 100 антенных элементов (в форме квадрата 10 на 10 ячеек), который формирует сфокусированные лучи в заданных направлениях.
Управление направлением излучения осуществляется с помощью встроенных в антенную решетку полупроводниковых диодов, которые изменяют свои состояния в зависимости от приложенного управляющего сигнала. Набор управляющих сигналов задаётся с помощью специальной платы управления. Большинство элементов антенны собраны из отечественных или коммерчески доступных компонентов.
«В настоящее время инженерное сообщество рассматривает и реализует различные подходы к исполнению антенных систем в диапазоне FR2 стандарта 5G - от полностью цифровых, до аналоговых. Мы идём по пути гибридного решения, где управление лучами обеспечивается в аналоговой форме и в тоже время с использованием многоканальных цифровых приемопередатчиков для обеспечения пространственного разделения лучей. Такой подход позволяет получить выигрыш в энергоэффективности и стоимости решения по сравнению с полностью цифровым диаграммообразованием, а также расширенных функциональностей по сравнению с антенными без электронного управления (например, по сравнению с обычной “тарелкой”)», – поясняет Павел Анатольевич Туральчук.
Сейчас ученые приступают к проведению экспериментов по применению прототипа «умной» антенны. Разработки поддержаны грантом РНФ (№ 17-79-20374).
Проект по созданию антенны, адаптируемой к изменениям условий передачи данных, является частью работы ученых ЛЭТИ по созданию компонентов для телекоммуникационных систем стандарта 5G. Так, ранее исследователи разработали дешевую разборную антенну для обеспечения Арктических районов России спутниковой связью
Контактное лицо: Дарья Бодак
Компания: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
Добавлен: 22:38, 29.06.2023
Количество просмотров: 490
Страна: Россия
| Треть выпускников ХГУ трудится в сфере образования, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 21:03, 05.11.2025, Россия235 |
| В 2025 году Хакасский госуниверситет выпустил 1977 специалистов. Высшее образование получили 1143 выпускника, среднее профессиональное – 794 человека. Остальные окончили ординатуру и аспирантуру. |
| «Волонтеры науки» снова в «Ровеснике», ПАО НК «РуссНефть», 23:31, 02.11.2025, Россия502 |  |
| В детском оздоровительном центре «Ровесник» провели Всероссийский образовательный интенсив «Волонтеры науки. Беспилотные авиационные системы в современном мире» |
| Студентка ХГУ представила республику на форуме в «Сириусе», Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 23:29, 02.11.2025, Россия446 |
| Магистрант института истории и права Хакасского госуниверситета Алина Стонт представила проект «Право выбора» на молодёжном избирательном форуме «Выбор. ФМ. Сириус», который прошёл в Краснодарском крае. |
| Студенты ХГУ пополнили ряды «Архивного десанта» страны, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:48, 31.10.2025, Россия392 |
| Национальный портал памяти «Геноцид советского народа нацистами и их пособниками в годы Великой Отечественной Войны» – электронный ресурс, увековечивший судьбы мирных жителей, оказавшихся в трагических условиях нацистской оккупации и принудительного труда в годы Великой Отечественной войны. |
|
|
