Институт энергетики, приборостроения и радиоэлектроники ТГТУ
Образование · 24 мая 2026 г.
Сегодняшняя наша постоянная рубрика, посвящённая анализу современных технологий и их эв... — 24 мая 2026 г. в 10:00:02.474
Сегодняшняя наша постоянная рубрика, посвящённая анализу современных технологий и их эволюции, мы обращаемся к рассмотрению сверхширокополосных (СШП) антенн — устройств, предназначенных для функционирования в широком спектре частот, что обеспечивает их применение в таких областях, как радиолокация, беспроводная связь, подповерхностное зондирование, медицина, экология и других. В последние годы наблюдается значительный прогресс в разработке и внедрении инновационных технологий в этой сфере. Примеры новейших технологических достижений и разработок 1. Дискоконическая антенна от холдинга «Росэлектроника»: Разработана корпорацией «Ростех». Предназначена для использования на полигонах, в наземных системах связи и мобильных радиоизмерительных лабораториях. Одна антенна выполняет функции нескольких разнодиапазонных антенн, что способствует упрощению наземных антенных систем и повышению их надёжности. Способна функционировать при ураганном ветре до 50 м/с. Расширение рабочего диапазона частот достигается благодаря оригинальной геометрии антенны. 2. Печатные СШП-антенны с узкими полосами запирания: Разработаны для работы в частотном диапазоне от 2,5 до 12 ГГц. Включение электрического кольцевого резонатора (ERR) в конструкцию СШП-антенны позволяет реализовать одну, две или три узкие полосы запирания на требуемых частотах. Эти антенны часто производятся по технологии печатных плат. 3. Антенна с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности: Изобретение включает держатель с отрезком кабеля, проводник, соединённый с центральным проводником кабеля, полый цилиндр, высокочастотный и низкочастотный излучатели, а также автотрансформатор. Достигнутые результаты включают расширение полосы рабочих частот, увеличение коэффициента усиления и упрощение конструкции. 4. Компактная антенна для связи вблизи тела человека: Содержит пластину заземления и излучающий элемент. Пластина заземления располагается над поверхностью тела, а излучающий элемент, изготовленный из проводящего материала, размещается над пластиной и ориентирован перпендикулярно к ней. Данная конструкция минимизирует ослабление сигнала, что позволяет уменьшить мощность передатчика и чувствительность приёмника. 5. Сверхширокополосная антенна с системой согласующе-трансформирующих устройств: Разработана Самарским инновационным предприятием радиосистем. Предназначена для работы в диапазоне частот от 30 до 520 МГц. Может быть установлена на различные поверхности, включая защитные укрытия («мангалы») для защиты от дронов, и регулируется по высоте. Технологии моделирования и проектирования Для проектирования СШП-антенных систем применяются: • Численные методы решения уравнений Максвелла, включая метод конечных элементов, метод моментов и конечноразностный метод. • Эвристические модели и алгоритмы анализа антенных устройств, такие как метод Л-потоковых сеток, разработанный Б. В. Сестрорецким и реализованный в электродинамических симуляторах, например, TAMIC. • Специализированные программы электродинамического моделирования, обеспечивающие высокую точность расчётов и оптимизацию конструкции антенн. Перспективные направления развития 1. Гибкое управление параметрами и режимами излучения, включая непрерывную генерацию, амплитудную, частотную, поляризационную и импульсную модуляцию, а также одиночные импульсы и серии импульсов. 2. Антенные решётки — системы, состоящие из нескольких модулей, обеспечивающие стабилизацию и гибкое управление режимом формирования луча. 3. Использование в беспроводных персональных локальных сетях (WPAN) благодаря низкой стоимости аппаратуры и малому энергопотреблению, что делает их привлекательными для применения в мобильных и портативных устройствах. Развитие технологий сверхширокополосных антенн тесно связано с прогрессом в областях генерации мощных сверхкоротких импульсов, цифровой обработки массивов данных и других смежных технологий, что открывает широкие перспективы для дальнейших исследований и практических приложений.