Инженеры ЛЭТИ разработали недорогую быстровозводимую антенную систему для обеспечения связи на протяжении Севморпути

Антенна найдет применение в системах телекоммуникации прибрежной и корабельной инфраструктуры в Арктике.

Северный морской путь (СМП) – кратчайший водный маршрут между европейской частью России и Дальним Востоком. Его протяженность составляет около 5,6 тыс. км., он также расположен в территориальных водах и исключительной экономической зоне России, что особенно важно в условиях внешнего санкционного давления и нарушения логистических цепочек поставок продукции. Согласно утвержденному правительством РФ плану развития СМП до 2035 года ставится цель – обеспечить надежную и безопасную перевозку грузов и товаров для людей, живущих в районах Крайнего Севера, а также создать условия для реализации инвестиционных проектов в Арктической зоне страны. Общий объем финансирования мероприятий плана – почти 1,8 трлн рублей.          

В этих условиях одно из важных направлений для эффективного развития СМП предполагает создание качественной и устойчивой инфраструктуры связи на всем протяжении морской магистрали. Этот процесс осложняется удаленностью арктических территорий от крупных городов и передовых проводных и беспроводных телекоммуникационных систем. Низкоорбитальные спутниковые системы, также имеют ряд системных ограничений и даже при технической возможности их использования, наличие КВ канала связи в некоторых случаях является необходимостью.

«Мы предложили архитектуру сравнительно компактной и быстровозводимой антенны для обеспечения беспроводной связи на территории Арктики и прибрежных территорий Севморпути. Это устройство может работать одновременно на двух поляризациях в широком диапазоне частот, а при его производстве используются широко доступные и относительно дешёвые материалы», – рассказала доцент, заместитель заведующего кафедрой теоретических основ радиотехники (ТОР) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Любовь Михайловна Любина.

Устройство, разработанное учеными ЛЭТИ, работает в коротковолновом диапазоне частот (КВ-диапазон). Антенны КВ-диапазона характеризуются большими размерами (высота таких антенн – десятки метров, а занимаемая площадь – десятки квадратных метров).

По причине значительных размеров, высокой мощности, а также сравнительно небольшой скорости передачи информации системы КВ-диапазона не используются в густонаселенной и плотно застроенной местности: там применяются оптоволоконные проводные системы связи и более высокочастотное (но при этом компактное) телекоммуникационное оборудование.

В то же время антенны, работающие в диапазоне КВ, обладают рядом преимуществ для работы в Арктике в связи с тем, что радиоволны КВ-диапазона способны переотражаться от ионосферы (верхняя часть атмосферы Земли на высоте, которая начинается примерно от 60 км, а состоит в основном из азота и кислорода). За счет этого явления подобные системы могут быстро обеспечить загоризонтную беспроводную связь на значительные расстояния.

Особенность антенны КВ-диапазона, созданной в ЛЭТИ, связана с ее конструкцией. Устройство представляет собой одну металлическую мачту для удержания которой в вертикальном положении используются оттяжки – тросы, одновременно создающие широкополосную излучающую структуру, а также обеспечивающие устойчивость конструкции и направленное распространение электромагнитной волны. Устройство может сразу работать на двух поляризациях, что позволяет расширить функциональность радиотехнических систем.

«Описанная антенна может использоваться не только в составе постоянных телекоммуникационных прибрежных и судовых систем Арктики. Благодаря тому, что конструкция быстро возводится, ее можно устанавливать на любой территории для временных нужд, например, в геологоразведочных или спасательных экспедициях», – отметила Любовь Михайловна Любина.

Разработка запатентована (RU (11) 2834420(13)C1). Проект поддержан грантом Конкурс научных проектов, выполняемых из собственных средств СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в рамках мер по реализации инновационной деятельности.