Сотрудничество ведущих ученых из Томского политехнического университета, Университета Гифу и других научных центров России и Японии дало старт разработке инновационной антенны для передачи данных в сетях пятого поколения (5G). Эта разработка открывает новые возможности для сверхбыстрой и надежной мобильной связи, а также служит фундаментом для будущих прорывных технологий.
Преимущества 5G и вызовы современной связи
Пятое поколение мобильной связи 5G демонстрирует совершенно иной уровень скорости передачи информации и минимизации задержек по сравнению с предыдущими стандартами. Новая инфраструктура делает возможными проекты умных городов, автономного транспорта и развитие Интернета вещей. Мгновенный обмен данными в реальном времени — уже не мечта, а становящаяся реальностью основа цифровой экономики и инновационного прогресса.
Однако вместе с преимуществами приходит и ряд серьезных технических задач. Использование всё более высоких частот требует миниатюризации антенн, формирования новых корпусных решений и максимальной точности при производстве компонентов.
Технологический прорыв российских и японских ученых
В ходе совместной работы исследователям удалось создать инновационную антенну на базе мезоразмерных диэлектрических частиц. Размеры этих уникальных компонентов оцениваются от одной до десяти длин волн излучения. В отличие от классических антенн, в рамках нового проекта были задействованы диэлектрические кубические структуры, которые показывают высокую эффективность при минимальных размерах — всего от 1 до 5 миллиметров.
Старший научный сотрудник секции электронной инженерии ТПУ Игорь Минин отмечает: “Наши исследования открыли возможность создания компактных антенн, полностью удовлетворяющих требованиям 5G и будущих стандартов, включая 6G. Использование новых диэлектрических элементов позволяет не только достичь высокой технологичности, но и упростить изготовление даже самых миниатюрных телекоммуникационных устройств.”
Уникальные свойства и надежность антенны
Антенна, основанная на кубических диэлектрических частицах, лишена традиционных металлических элементов, что выгодно отличает ее от существующих решений. Благодаря этому значительно повышается эксплуатационная надежность в сложных условиях. Устройство устойчиво к влиянию погодных факторов, таких как дождь, пыль и ветер — теперь отпадает необходимость применения дополнительных защитных экранов, которые ранее негативно влияли на эффективность передачи сигнала.
Еще одно уникальное преимущество новой антенны — отсутствие открытых токоведущих частей, что позволяет монтировать ее даже в непосредственной близости от линий электропередач и других источников сильных электрических полей.
База для новых технологий передачи и управления сигналом
Вдохновение для инновационных разработок пришло из исследований в области фотоники. Команда ученых показала, что благодаря изменению формы, оптических свойств и других характеристик диэлектрических частиц можно целенаправленно управлять волновым фронтом и организовать передачу энергии как в ближнем, так и в дальнем поле. Такой подход открывает дорогу к созданию целого семейства новых компактных антенн, которые могут применяться не только для 5G, но и для последующих более высокочастотных технологий мобильной связи.
Полученные результаты способствуют развитию не просто отдельных компонентов, а полноценной платформы для создания интеллектуальных устройств, осуществляющих связь на принципиально новом уровне надежности, скорости и безопасности.
Вклад в будущее цифровой инфраструктуры
Коллаборация между Томским политехническим университетом, Университетом Гифу и другими исследовательскими организациями создает прочный научный фундамент для повышения качества мобильных сетей следующего поколения. Работа российского коллектива под руководством Игоря Минина знаменует серьезный шаг вперед в создании современной телекоммуникационной инфраструктуры, способной покрыть растущие потребности общества в быстрых и защищённых сетях передачи данных.
Такие успехи говорят не только о научной состоятельности российских и японских исследователей, но и о перспективах внедрения инновационных технологий в повседневную жизнь, промышленность и городское хозяйство. Благодаря совместным усилиям специалистов Томского политехнического университета и Университета Гифу цифровое будущее становится заметно ближе, а возможности людей и компаний — шире.
Источник: scientificrussia.ru
