Российские ученые научились управлять радиоволнами для создания спутниковой связи нового поколения
Изображение сгенерировано ChatGPT
Исследователи из Новгородского государственного университета представили комплекс методик для создания передовых перестраиваемых СВЧ-систем. Эти разработки обещают существенный прорыв в проектировании радиолокационных станций, оборудования для спутниковой связи, телекоммуникационных узлов и высокотехнологичных антенных решёток. Учёным удалось подобрать оптимальный состав материалов и конструктивные конфигурации, которые обеспечивают филигранное управление радиосигналами при минимальных затратах энергии.
В основе научной работы лежит изучение магнитоэлектрических композитов — многослойных структур, объединяющих ферромагнитные и пьезоэлектрические компоненты. Использование таких материалов позволяет заменить громоздкие механические регуляторы на управление параметрами сигнала посредством электрического напряжения.
Как поясняет доктор физико-математических наук и заведующий кафедрой проектирования и технологии радиоаппаратуры НовГУ Мирза Бичурин, ключевым инструментом здесь выступает магнитоэлектрический эффект. Подача напряжения вызывает микродеформацию пьезоэлектрического слоя, который, в свою очередь, передает механическое напряжение на ферритовый элемент. Это трансформирует магнитные характеристики феррита, предоставляя возможность гибко настраивать резонансную частоту, фазовые сдвиги и другие критические параметры электроники.
Соавтор исследования Руслан Кафаров подчеркивает, что эффективность управления напрямую зависит от геометрии устройства и выбора материалов. Особый акцент был сделан на магнитной анизотропии ферритов — способности материала демонстрировать различный отклик на магнитное поле в зависимости от его ориентации.
В ходе практических испытаний было установлено, что ферритовые компоненты в виде тонких дисков или пластин показывают наилучшую результативность. Важнейшим технологическим параметром оказалась чистота обработки поверхности: для достижения пиковых характеристик шероховатость элемента не должна превышать 0,5 нанометра, что сопоставимо с долями размера человеческого волоса.
Сравнительный анализ пьезоэлектриков показал, что традиционная цирконат-титанатная керамика проигрывает в эффективности настройки. Куда более перспективными оказались монокристаллы типов PMN-PT и PZT-PT с заданной ориентацией кристаллической структуры. Использование таких материалов значительно расширяет диапазон настройки, позволяя более чутко менять свойства феррита под воздействием электрического поля.
Внедрение этих разработок позволит усовершенствовать СВЧ-фильтры, фазовращатели и активные фазированные антенные решётки. Подобные технологические решения крайне востребованы в сферах, где критически важны компактность, высокая энергоэффективность и точность — от спутниковой навигации и современных систем связи до высокоточных радаров.
Источник: iXBT
Серверное оборудование 2027 года: главные технологические новинки
Официально рассекречен OnePlus 16: батарея 9000 мАч, зарядка 100 Вт, Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 и экран 165 Гц
Раскрыты первые официальные характеристики флагманского iQOO Neo 12 с батареей на 9000 мА·ч и активным охлаждением
Российский мастер разоблачил «идеальную» подделку видеокарты GeForce RTX 4090
Xiaomi выпустила тихий обогреватель за $285 с гарантией 10 лет и нагревом за минуту
В России создали многоразовый реактивный дрон-перехватчик «Гадюка», способный сбивать до 20 БПЛА за вылет
Анонсирован ПК Atari стоимостью 220 долларов
RedMagic 12 Pro+ получит топовое охлаждение, рекордно тонкие рамки и сплошной экран без вырезов