Прорыв в новый диапазон связи

Новый облучатель для антенн спутниковой связи позволяет работать в миллиметровом диапазоне.

Спутниковая радиосвязь получила настолько широкое распространение, что среди обычно используемых в ней частот уже не осталось места для новых каналов. Поэтому в последние годы конструкторы начали осваивать миллиметровый диапазон радиоволн. Заметим, что в настоящее время, как правило, частота спутниковой радиосвязи не превышает 31 ГГц (длина волны около 1 см).

Исследователи Сибирского федерального университета под руководством кандидата физико-математических наук Константина Лемберга разработали облучатель зеркальных антенн для диапазона 26,5 – 46 ГГц, что соответствует длинам волн от 1,13 до 0,65 см (Ка/Q диапазоны).

Работа в новом частотном диапазоне дает возможность увеличить количество абонентов и повысить скорость спутниковой связи. И, что немаловажно, станции, работающие с этим диапазоном, достаточно компактны и немного весят. Кроме того, авторы разработали широкополосный поляризатор нового типа, позволивший существенно уменьшить габариты объединенной конструкции облучатель-поляризатор, которую для краткости называют совмещенным облучателем.

Как отмечают исследователи, для их совмещенных облучателей, в отличие от других подобных устройств, не нужны импортные комплектующие – весь цикл производства будет освоен на базе красноярского предприятия АО «НПП Радиосвязь», которое выступило заказчиком работ. На сегодняшний день успешно проведены испытания опытного образца. Они показали, что совместно с параболической антенной облучатель способен передать сигнал на спутник с коэффициентом усиления более 30 децибел (более, чем в 1000 раз). Первая партия серийного производства продукции будет изготовлена уже к концу 2017 года.

Зеркальная антенна представляет собой металлическое зеркало определенной формы, перед которым стоит устройство, называемое облучателем. Разновидность антенн этого вида – «тарелки» для спутникового телевидения – можно увидеть на многих домах. При излучении сигнала облучатель, как это и следует из названия, облучает зеркало антенны, а отраженный от него сигнал узким лучом отправляется к приемнику.

Это обеспечивает направленность антенны, и энергия сигнала не рассеивается в разные стороны. При приеме, наоборот, отраженное от зеркала излучение фокусируется на облучателе, что позволяет собрать на нем больше энергии и повысить мощность принимаемого сигнала. При работе к облучателю соответственно подключаются приемный и передающий модули. Конструкция облучателя зависит от рабочего диапазона частот и других требований к сигналу.

Эффективность работы антенны зависит от согласования ее ориентации и направления вектора напряженности электрического поля радиоволны. Если они несогласованны, мощность сигнала уменьшится – вплоть до того, что его просто невозможно будет уловить. Поляризатор необходим именно для такого согласования путем поворота вектора напряженности электрического поля радиоволны.

Проект получил поддержку Краевого фонда науки в рамках конкурса научно-технических проектов, направленных на кооперацию учреждений и организаций научно-образовательного комплекса Красноярского края по заказу промышленных предприятий.

По материалам пресс-службы Красноярского краевого фонда науки и пресс-службы СФУ.