Учёные создали высокоточные антенны

Отечественные антенны, приёмники сигнала и программное обеспечение для них разработали специалисты НОЦ «Енисейская Сибирь». По их словам, применение таких систем для установления координат какого-либо объекта позволяет получать данные с точностью до одного сантиметра. Как пояснили в проектном офисе НОЦ, импортозамещающая система передачи и обработки навигационного сигнала необходима не только для бытовых применений, но и для повышения уровня безопасности объектов, разрушение которых может привести к техногенной катастрофе.

Антенна — устройство для приёма или передачи радиоволн, принцип работы которого основан на преобразовании электромагнитного поля в переменный электрический ток. С изобретения первой передающей антенны в 1886–1888 годах эти важнейшие для радиосвязи элементы приобрели различные формы и размеры, напрямую зависящие от назначения антенны и её рабочей длины волны, пояснили специалисты научно-образовательного центра «Енисейская Сибирь».

При навигации по глобальным системам антенна является важной и неотъемлемой частью приёмной аппаратуры потребителя. Она принимает сигналы, излучаемые специализированными спутниками, далее эти сигналы передаются на приёмник для их дальнейшей обработки. В приёмнике по специальным алгоритмам вычисляются координаты. Точность определения местоположения зависит от множества факторов.

Например, антенна от одного спутника одновременно принимает несколько сигналов. Один из которых является прямым сигналом, получаемым со спутника. Остальные сигналы являются копиями прямого сигнала, отраженными от окружающих объектов и земной поверхности. Наличие отраженных сигналов приводит к искажению прямого (полезного) сигнала, за счёт чего снижается точность определения координат потребителя.

Учёные НОЦ «Енисейская Сибирь» разработали прототипы ГНСС -антенн двух различных конструкций, использование которых в ходе проведённых исследований привело к уточнению координат вплоть до одного сантиметра. Для существующих коммерческих аналогов погрешность составляет от 15–20 сантиметров до одного метра.

«Разработанная нашим коллективом антенна первого типа — спиральная — имеет длину около 40 сантиметров и диаметр десять сантиметров. Она обеспечивает подавление помех, вызванных многолучевым распространением спутниковых сигналов, и из-за этой "чистоты" исходных данных мы получаем более точные значения координат расположения объекта» , — рассказал один из авторов устройства, доцент кафедры радиотехники института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ Алексей Ерохин.

Специалист добавил, что вторая разработанная антенна является аналогом конструкций типа choke ring (с англ. дроссельное кольцо), наиболее используемых устройств для приёма навигационных сигналов. Кроме улучшения точности получаемых данных, новая антенна имеет вдвое меньший вес, чем существующие аналоги. Вторая антенна в своей конструкции имеет штыревой экран, диаметр которого 50 сантиметров. Преимуществом данной конструкции является то, что она проста в изготовлении.

В будущем исследователи планируют интегрировать разработанные устройства в системы безопасности плотин для снижения рисков техногенных катастроф. По их мнению, сконструированная система «антенна-приёмник-программное обеспечение» позволит не только снизить потребность в закупке зарубежных устройств, но и за счёт своих характеристик даст возможность обнаруживать даже минимальные изменения в положении наиболее важных точек в структуре массивных сооружений.