Своё не хуже, чем у Маска: В России создают антенну терминала отечественного аналога «Starlink»
Специалистам МФТИ удалось осуществить прорыв в отечественной микроэлектронике
Санкционная война, развязанная против нас коллективным Западом, осложнила процесс обеспечения необходимым оборудованием пользовательского терминала спутниковой системы связи, получившей индекс «Экспресс-РВ». И в первую очередь антенн, способных обеспечить устойчивый интернет-доступ в любой точке страны, от Владивостока до Калининграда, и ранее поставлявшихся из-за границы. Разработчик утверждает, что создаваемая в России антенна будет конкурентоспособна в сравнении с западным аналогами как по цене, так и по ключевым техническим и эксплуатационным характеристикам.
К концу текущего года разработчик планирует создать действующий макет, ключевые характеристики которого будут полностью соответствовать параметрам готового изделия. Серийное производство предполагается начать уже в следующем году, а в 2025-м осуществить вывод спутниковой группировки на околоземную орбиту. И, несмотря на всю нетривиальность поставленной перед российскими инженерами задачи, новому изделию предрекают достаточно высокий уровень востребованности на мировом рынке.
Инициаторами разработки первой отечественной антенны для пользовательских терминалов глобальных систем спутниковой связи стали конструкторы Московского физико-технического института. По отзывам специалистов, ничуть не худшей, нежели в знаменитом Starlink Илона Маска. Эта антенна способна обеспечить устойчивое интернет-соединение, как утверждается, в любой точке мира.
Известно, что ключевой целью создания отечественной антенны стала ее будущая совместная работа с космической спутниковой группировкой «Экспресс-РВ», первый спутник которой планируется вывести на орбиту в 2025 году.
Теперь о трудностях. В настоящее время отечественный рынок радиоэлектроники не способен предложить продукты, обладающие широкими функциональными возможностями в сочетании с приемлемой стоимостью и подходящие для использования в конструкции российских спутниковых терминалов. А развернутая против Российской Федерации санкционная война сделала их приобретение за рубежом либо сильно затруднительным, либо полностью невозможным.
«Российский рынок не в состоянии обеспечить нас компактной и доступной по стоимости антенной решеткой, обеспечивающей эффективную работу со спутниковой системой. И в первую очередь потому, что спутниковая группировка „Экспресс-РВ“ — абсолютно новая», — резюмировал Дмитрий Филонов, руководитель институтской лаборатории радиофотоники.
Для размещения антенны предусмотрен защитный каркас (800×200 мм). Расположенная внутри него фазированная антенная решетка в автоматическом режиме наводится на спутник посредством механических или электронных приводов. Причем механическая коррекция антенного устройства используется, как правило, в ходе первичного развертывания и настройки терминала, а за ее дальнейшее поддержание отвечает электроника. Расхождение луча связи составляет не более полутора-двух градусов.
Применение этой технологии, отличающейся быстрой подстройкой, обеспечивает возможность использования терминала на скоростных платформах — автомобиле или железнодорожном составе.
Примечательно, что в процессе создания антенны задействованы стандартные материалы. По сути, это состоящая из слоев металла, диэлектрика и склеивающих элементов многослойная печатная плата.
Пропускная способность и приемлемая стоимость антенны определены разработчиком в качестве ключевых целевых характеристик. То есть ее потенциала должно быть достаточно для обеспечения пользователя надежной интернет-связью, а цена, как минимум, эквивалента западным аналогам.
В чем заключается нетривиальность стоящей перед разработчиком задачи? Очевидно, что вопрос разработки и дальнейшего производства устройств, обеспечивающих устойчивую беспроводную связь, актуален всегда и не зависит от влияния внешних социально-экономических факторов. Темпы развития беспроводных технологий ежегодно растут, а объемы трафика и скорость передачи данных неуклонно увеличиваются.
Говоря простым языком, уточняет Дмитрий Денисов, руководитель программы «Инженерия радиоэлектронных средств и систем» Екатеринбургского Института радиоэлектроники и информационных технологий, это значит рост частот передачи данных и разработок широкополосных устройств. При этом неизбежно повышение требований к точности их сборки, несмотря на то, что сами устройства становятся компактнее. И в большей степени это касается антенно-передающих элементов. Ведь если еще десять лет назад метод финальной «доработки напильником» использовался достаточно широко, то сегодня ошибка всего в один миллиметр, допущенная на стадии проектирования, приводит к потере работоспособности всего конечного изделия.
«Актуальность поставленной перед инженерами МФТИ задачи несомненна, но ее можно рассматривать и в качестве промежуточного этапа. В большинстве развитых стран для работы „беспородных“, но уникальных для данного региона систем, выделены определенные частотные диапазоны. Именно поэтому некоторые зарубежные устройства не способны поддерживать определенные частоты в России. А освоив технологию производства новой ФАР для спутниковой связи, по прошествии определенного времени мы в состоянии закрыть потребности и других систем промышленного и гражданского значения», — резюмировал Денисов.
Таким образом, создание отечественной антенной системы для терминала спутниковой связи не только необходимо, но и весьма своевременно. Разработка антенны, находящейся на одном месте и поддерживающей связь со спутником, что, в общем-то и было реализовано Илоном Маском в его системе «Starlink» — задача, по сути, несложная. Перспективнее и сложнее в техническом плане выглядит антенна, размещенная на движущемся носителе и не теряющая при этом связи со спутником.
Очевидно, что разработку антенн можно позиционировать в качестве одного из сложнейших направлений в секторе телекоммуникаций, поскольку она требует учета большого количества значимых факторов.
Разработанная специалистами МФТИ управляемая электронным методом антенная решетка — своего рода символ современного подхода к разработке и проектированию систем радиосвязи. Определенную сложность здесь представляет управление автоматическим наведением луча, но инженеры МФТИ, по мнению профильных экспертов, достаточно успешно справились с этой проблемой.