Исследователи Университета ИТМО разработали оптически управляемую антенну для надежной и быстрой передачи данных в сетях 5G. Технология расширяет зону покрытия даже в районах со слабым сигналом, распространяя излучение от базовой станции на пользователей — гаджеты, беспилотники, датчики и другие устройства. Преимуществами разработанной антенны по сравнению с аналогами являются высокая энергоэффективность, низкая стоимость производства и простая адаптивная конструкция.
|
|
| Антенны, управляемые светом, для передачи данных в сетях 5G. |
Количество устройств, постоянно подключенных к сети, растет. Это не только мобильные гаджеты, но и системы «умного дома», автомобили без водителя, беспилотники и различные датчики. Для обеспечения качественной связи с ежегодно увеличивающимся количеством устройств переход на новый стандарт мобильной связи 5G предполагает использование новых частотных диапазонов — до 52 ГГц. Но на таких высоких частотах бесперебойная и быстрая передача данных возможна только в пределах прямой видимости базовых станций мобильных телефонов. Даже обычная стена в помещении может стать серьезным препятствием для распространения сигнала.
«Теневые» зоны можно покрыть дополнительными станциями, но это технически и финансово затратно. Ученые из новой компании Feith Technologies Университета ИТМО предложили более простое и экономически эффективное решение — модульную антенну, управляемую светом.
«Наша антенна представляет собой решетку из множества отражателей, в каждый из которых встроен фотодетектор. Антенна работает по принципу «солнечного зайчика» — ее установка позволяет перераспределять излучение от базовой станции к отдельным пользователям в труднодоступных местах. Само перераспределение можно контролировать динамически и задавать направление. говорит Андрей Саянский, научный сотрудник Института новой физической химии Университета ИТМО: «Для этого мы используем специально разработанное устройство: подобно пульту дистанционного управления телевизором, оно посылает цифровой код на антенный элемент по инфракрасному каналу, тем самым смещая фокус поля 5G в нужную нам область.
|
|
| Андрей Саянский. |
Конструкция антенны не включает сложную и дорогостоящую электронику. Он состоит из одинаковых модулей, которые можно удалять или добавлять, подобно блокам Lego. Это позволяет расширить антенну до любого размера, что значительно упрощает процесс разработки и снижает затраты, одновременно адаптируя решение к требованиям заказчика. Устройство может быть размещено как на фасаде здания, так и внутри помещения. Кроме того, проект не требует большого количества электроэнергии. Если устройство подвешивается на внешней стене дома, то для его питания достаточно установить солнечную батарею.
В настоящее время существует рабочий прототип, который уже продемонстрировал высокую надежность передачи данных. В дальнейшие планы ученых входит испытание антенны в различных условиях и ее усовершенствование до товарного продукта.