Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2021

Недостатки: потери в линзе (в слу- чае линзы Ротмана), громоздкая схема. Примеры: фирма Isotropic Solutions разработала терминал на радиолин- зах [22]. Существует также большое число исследований по теме много- лучевых антенн на основе линз Лю- неберга и Ротмана. А нтенны поверхностных волн Идея: возбуждение излучающей поверхностной волны и управление ей за счет модуляции параметров поверхности. Антенны поверхностных волн также иногда называют антеннами на метаповерхностях и антеннами с голографическим диаграммообразо- ванием. Антенна представляет собой поверхность, по которой рас- пространяется поверхностная волна, чаще всего TM-типа. За счет модуляции параметров поверхности часть энергии волны излучается в пространство в виде электромагнит- ного поля с необходимыми направ- лением и поляризацией. Антенна поверхностной волны не требует для управления лучом фазовраща- телей или большого числа микро- схем, но при этом имеет более сложную физику работы, чем фази- рованные антенные решетки. Тех- нологически она может быть выпол- нена в виде плоской волноведущей структуры с большим количеством одинаковых управляющих элемен- тов. На текущий момент на рынке существуют антенны подобного типа на основе жидких кристаллов и варакторных диодов. В академи- ческом поле ведутся исследования альтернативных методов, связан- ных с управляемыми фазовыми пе- реходами в некоторых материалах (VO2, GeTe, BTO и др.), суперпа- рамагнетиками, магнитореалогиче- скими эластомерами и др. На рис. 7 и 8 приведены примеры антенн на поверхностных волнах: антенна компании Pivotal (рис. 7, слева) и ее функциональная схема (рис. 7, справа), метаповерхность для из- лучения круговой поляризации (рис. 8, слева) и апертура антенны u7 от компании Kymeta (рис. 8, справа). Компании-разработчики: Kymeta [23], Pivotal [24], WaveUp [25], Ma- trixWave [26]. Преимущества: предельная про- стота структуры антенны, техноло- гичность изготовления, любая форма и геометрия. Недостатки: сложная физика ра- боты, многие идеи находятся в ака- демическом поле и требуют допол- нительных исследований. Примеры: компания Kymeta пред- ставила рынку антенну на основе поверхностных волн [27]. З аключение С одной стороны, в мире имеется достаточно большое количество ко- манд, ведущих разработки антенн с управлением лучом на различных принципах функционирования. Какие из них займут место на рынке, мы увидим в ближайшие годы. По нашему мнению, наиболее перспективным и интересным на- правлением создания сканирующих антенн для массовых применений являются антенны поверхностных волн. Компания Kymeta уже пока- зала на практике возможность от- хода от стандартной парадигмы ФАР. Компания Pivotal разработала АПВ на одной многослойной печат- ной плате, что говорит о потенциале снижения стоимости таких антенн. Вполне возможно, что именно в этом направлении в ближайшие годы мы увидим существенные про- рывы. Кроме того, в настоящее время ведутся исследования консор- циумами во главе с Intel [28] и IBM [29] в области материалов с управ- ляемым фазовым переходом, иссле- дуются различные магнитные пленки с управляемыми парамет- рами. Это создает дополнительные предпосылки для создания новых антенн на поверхностных волнах с управлением лучом. Также мы на- блюдаем активное развитие и при- ход на рынок RF ASIC. В дальней- шем этот подход будет постепенно преобразовываться в ЦАР, по- скольку они являются наиболее гиб- ким и эффективным решением, ко- торое фактически позволяет напря- мую оцифровывать поле в раскрыве антенны и получать за счет этого почти неограниченную функцио- нальность. Однако ключевыми стоп- факторами RF ASIC и ЦАР на сего- дняшний день являются стоимость интегральных микросхем и слож- ность обработки больших потоков цифровых данных. С другой стороны, анализ публикуе- мых материалов, посвященных плос- ким сканирующим антеннам, пока- зывает, что пока нет технических ре- шений, которые в ближайшей пер- спективе могут обеспечить их при- емлемую стоимость и эксплуатацион- ные параметры для применения на массовом рынке. Требуются прорыв- ные технологии и нестандартные ре- шения для достижения этой цели. Создание дешевой плоской скани- рующей антенны для применения на подвижных средствах является 60 Рис. 7 Рис. 8