Технические науки

Кубическая антенна ускорит сеть 5G

Макет диэлектрической кубической антенны

ТПУ

Ученые Томского политехнического университета вместе с российскими и японскими коллегами разработали антенну для сетей нового поколения 5G, которая повысит скорость передачи интернет-данных. Последние результаты исследования опубликованы в журнале IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters.

5G — это новое, пятое, поколение мобильной связи. От предыдущих его отличает огромная скорость передачи данных, она в несколько десятков раз превышает показатели в действующих беспроводных сетях. Также 5G уменьшает задержку сигнала. Это особенно важно для развития, например, технологий беспилотного транспорта, где задержка сигнала может оказаться критичной.

Над проектом новой антенны 5G ученые Томского политеха работают с коллегами из Томского государственного университета и Университета Гифу (Япония). Для создания устройства они использовали мезоразмерные диэлектрические частицы, размер этих частиц варьируется от одной до десяти длин волн падающего излучения.

«Технологии передачи данных 5G, да и еще более совершенные 6G, над которыми работают ученые, уходят в более высокие частоты. Для них требуются очень маленькие антенны, например с габаритами от 1 до 5 мм. А это сразу влечет за собой технологические трудности — высочайшую точность изготовления антенн и обработки их поверхности. И мы предложили использовать в качестве антенн диэлектрические частицы кубической формы», — поясняет старший научный сотрудник отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

Такие антенны просты в изготовлении и при этом технологичны.

«На идею использовать мезоразмерные — очень маленькие — частицы в качестве аналога антенны нас натолкнули наши предыдущие работы по фотонике. Ранее мы установили закономерности формирования волнового фронта внутри диэлектрической частицы. То есть как можно управлять фронтом, выбирая характеристики частиц: их форму, показатели преломления и другие. И мы поняли, что такой подход можно применять для формирования локализованных полей не только в ближней зоне, но и в дальней. Это и было нужно для выполнения данной задачи — создания аналога антенн», — говорит ученый

Еще одно преимущество новых антенн — отсутствие открытых частей на выходе антенны. Это защищает их от дождя, пыли и ветра. В том время как раньше «внутренности» антенны от окружающей среды защищали специальными экранами или вставками, которые снижали характеристики антенн. Данная антенна одновременно служит и защитой от окружающей среды. Также в новых антеннах отсутствуют металлические части, поэтому они могут работать рядом с высоковольтными проводами и электричеством.

Работа поддержана грантом по Программе повышения конкурентоспособности ТПУ и Госзаданию «Наука».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.