В Южно-Уральском государственном университете инженеры сделали штуку, которая ломает привычные правила игры с сигналом. Представьте себе детский конструктор: вы берете несколько пластиковых деталей, складываете их вместе и получаете игрушку. Захотелось поменять — отстегнули лишнее или добавили новое. Примерно так же работает новая антенна, только вместо игрушек у нее — стандарты связи от старого доброго 3G до еще не наступившего 6G.

Ученые назвали разработку универсальной и ненаправленной. Грубо говоря, ей все равно, откуда приходит сигнал. Она ловит его одинаково хорошо со всех сторон, как круговой фонарь, который светит сразу по кругу. Сейчас команда проекта вовсю готовится к тому, чтобы сделать рабочие образцы.

Автор проекта, доцент кафедры «Радиоэлектроника и системы связи» Святослав Дударев, объясняет:

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.

Вот в чем главная фишка. Обычные антенны делают под одну конкретную задачу. Если задача изменилась — выкидывай старую и заказывай новую, а это деньги и время. Южноуральская разработка работает иначе. Берется базовая двухслойная заготовка — она уже тянет 3G, 4G и 5G. А дальше инженер играется со слоями.

Добавил один слой — и антенна лучше подружилась с кабелем (фидером). Прикрутил другой с кучей маленьких метаструктур — сигнал стал чище, а сама коробочка уменьшилась в размерах. Убрал лишнее — получил другие характеристики. Никакой полной переработки чертежей.

Святослав Дударев поясняет:

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.

Где такое пригодится? Список получился внушительным:

• Внутри зданий, чтобы усилить связь в офисах или заводских цехах, где бетонные стены все глушат.
• В системах связи с вертолетами, поездами, автобусами — то есть любыми подвижными объектами.
• Для «интернета вещей» (IoT), когда нужно удаленно управлять разбросанным по полям оборудованием.
• В составе больших антенных решеток для вышек сотовой связи.

В смартфон такую антенну, правда, не запихнешь — великовата. Зато делать ее массово — одно удовольствие. Технология простая: берем недорогой диэлектрик, покрытый фольгой (вроде российского FR4 или доступных китайских аналогов), и печатаем слои. Чем больше выпустишь штук, тем дешевле обойдется каждый комплект. Поскольку материалы свои, российские, разработка отлично подходит под импортозамещение.

Авторы уже получили от Роспатента положительное решение и скоро получат патент на «Многослойную антенну». Также ученые готовят к печати статью в серьезный научный журнал.

Создатель устройства Святослав Дударев подводит итог:

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.