В России будут производить уникальные антенны для спутникового интернета

Представьте мир, где быстрый интернет доступен в каждом уголке планеты — от густонаселенных мегаполисов до самых удаленных деревушек и бескрайних океанов. В этом направлении движутся такие проекты, как Starlink Илона Маска и российская «Сфера», обещая, что скоро глобальный интернет станет реальностью. Но для достижения этой цели нужны новые технологические решения, и российские ученые активно работают над их созданием.

Исследовательские центры, такие как НИЦ Телекоммуникаций МФТИ, ИТМО и компания «Мэтрикс вейв», разрабатывают инновационный тип антенн, способный изменить наше представление о спутниковом интернете. Эти антенны построены на основе метаповерхностей — ультратонких структур с уникальными свойствами, которые позволяют значительно повысить эффективность сигнала.

Спрос на спутниковый интернет растет, и многие страны поддерживают его развитие. Starlink стал мировым лидером в этой сфере, а российский проект «Сфера» следует тем же курсом, разрабатывая собственные решения.

Сегодня широко используются параболические «тарелки», которые занимают много места, стоят дорого и требуют сложного монтажа, особенно на подвижных объектах, таких как автомобили, поезда и самолеты. Но с появлением новых технологий эти ограничения скоро останутся в прошлом, открывая возможности для компактных, высокотехнологичных антенн нового поколения.

Кроме того, новые спутниковые сети создаются из низкоорбитальных спутников, которые постоянно движутся по орбите. Это означает, что даже при стационарном расположении терминала зеркальная антенна требует непрерывного поворота для отслеживания спутников.

Метаповерхностная антенна. Фото: МФТИ

Альтернативой параболическим антеннам выступают фазированные антенные решетки, которые обладают отличными характеристиками, но их стоимость высока. Например, терминал на базе такой решетки может стоить несколько миллионов рублей.

Здесь на сцену выходят метаповерхности — перспективная технология, которая привлекла внимание отечественных ученых.

Метаповерхностная антенна полностью отличается от традиционных «тарелок»: она легкая, плоская и может быть интегрирована в корпус устройства, практически не выделяясь внешне.

Секрет кроется в наноструктурах, из которых состоит метаповерхность. Эти микроскопические элементы, многократно меньше длины радиоволны, способны управлять сигналом, формируя луч нужной формы и направляя его в нужную сторону при изменении их расположения.

Такой подход будет полезен и для космических аппаратов. Потенциал этой технологии впечатляет, открывая возможности для компактных и эффективных антенн нового поколения.

Во-первых, метаповерхностные антенны способны сделать интернет более доступным. Ученые отмечают, что производство метаповерхностей значительно дешевле, чем создание традиционных громоздких «тарелок». Это открывает возможности подключения к сети для большого числа пользователей, независимо от их географического положения.

Как утверждает Алексей Космынин, сотрудник НИЦ Телекоммуникаций МФТИ и генеральный директор ООО «Мэтрикс вейв», оборудование для подключения к сети с помощью метаповерхностных антенн обойдется в несколько раз дешевле импортных аналогов, стоимость которых сегодня превышает 1 млн рублей.

Во-вторых, данная технология позволяет создавать мобильные терминалы. За счет компактности и легкости метаповерхностные антенны можно устанавливать на автомобили, поезда, самолеты и даже дроны. Таким образом, пользователи смогут оставаться на связи, находясь в движении.

Кроме того, направление луча метаповерхностных антенн можно регулировать электронным способом, без необходимости физического поворота антенны, что делает их особенно удобными.

Еще одним преимуществом является возможность полного производства таких антенн в России, что обеспечит технологическую независимость и снизит риски, связанные с зависимостью от импортного оборудования.

Метаповерхностная антенна. Фото: МФТИ

В настоящий момент ученые активно готовятся к тестированию пользовательской системы, использующей эту инновационную технологию. Прототип спутниковой антенны, как ожидается, будет более сложным и дорогим, чем модель для пользователей, а на первом этапе его ждут лабораторные испытания. Создатели уже ведут переговоры с несколькими потенциальными заказчиками, заинтересованными в адаптации антенны для спутников.

Стоит отметить, что метаповерхностные антенны уже успешно внедряются в наземные сети связи, включая 5G. К тому же метаповерхностные излучающие структуры рассматриваются как одни из главных кандидатов для интеграции в будущие сети 6G.

Алексей Космынин, сотрудник НИЦ Телекоммуникаций МФТИ, генеральный директор ООО «Мэтрикс вейв»:

Таким образом, метаповерхностные антенны — это не просто новый вид оборудования, а важный шаг к построению будущего, где быстрый интернет станет доступен каждому, независимо от его географического положения.

Возможно, именно российские технологии окажутся в авангарде новой эры связи, сыграв решающую роль в глобальных преобразованиях.

По материалам ferra.ru