Антенно-фидерные устройства и фазированные антенные решетки: комплексный анализ для систем спутниковой связи, 5G и IoT

В мире, где каждую секунду генерируются петабайты данных, а коммуникации пронизывают все сферы человеческой деятельности, от глобальных спутниковых сетей до миниатюрных устройств Интернета вещей, роль антенно-фидерных устройств (АФУ) становится критически важной. Эти, на первый взгляд, пассивные компоненты на самом деле являются воротами между электрическим миром и бескрайним эфиром, преобразуя сигналы в электромагнитные волны и обратно. В центре этой эволюции стоят фазированные антенные решетки (ФАР) — системы, способные не просто излучать и принимать, но и активно формировать, направлять и адаптировать радиолуч, открывая горизонты для беспрецедентной скорости и надежности связи.

Настоящая курсовая работа ставит своей целью не только глубоко погрузиться в фундаментальные принципы функционирования АФУ, но и проанализировать специфику фазированных антенных решеток, их классификацию, методы проектирования и, что особенно важно, их ключевое применение в современных и перспективных системах связи. Мы рассмотрим, как АФУ используются в сложнейших спутниковых системах, обеспечивающих глобальное покрытие, а также какие вызовы и возможности открывают ФАР в контексте развертывания сетей пятого поколения (5G) и бурно развивающейся экосистемы Интернета вещей (IoT).

Задачи исследования включают:

• Систематизацию основных характеристик и принципов работы АФУ.
• Детальную классификацию антенн по различным критериям.
• Глубокий анализ ФАР: их принцип действия, преимущества, недостатки, типы и методы синтеза диаграммы направленности.
• Изучение требований и особенностей АФУ в спутниковых системах связи, включая ключевые параметры земных станций.
• Обзор современных тенденций и вызовов в разработке АФУ для 5G и IoT, с акцентом на миллиметровые волны и специфические решения для «умных» устройств.

Структура работы построена таким образом, чтобы читатель, будь то студент радиотехнического вуза или специалист, мог последовательно пройти путь от основ электродинамики до сложнейших адаптивных систем, получив исчерпывающее представление о текущем состоянии и перспективах развития антенной техники.

Основы теории антенно-фидерных устройств

Фундамент любой беспроводной связи закладывается в антенно-фидерных устройствах. Это не просто куски металла, а тщательно спроектированные преобразователи энергии, чьи характеристики определяют эффективность всей системы. Чтобы понять сложные фазированные антенные решетки, необходимо сначала освоить базовые принципы и ключевые параметры, лежащие в основе работы любой антенны, ведь без этого невозможно оценить, как именно антенна влияет на качество и надёжность всей системы передачи информации.

Принцип действия и обратимость антенн

В самом сердце работы антенны лежит изящное взаимодействие электрических и магнитных полей, описываемое уравнениями Максвелла. Антенна — это по сути мост между энергией, заключенной в электрических токах, и энергией, распространяющейся в виде электромагнитных волн.

Когда высокочастотный электрический сигнал от передатчика поступает на вход передающей антенны, он вызывает колебания зарядов в ее проводящих элементах. Эти колебания, в свою очередь, генерируют переменные электрические и магнитные поля, которые отрываются от антенны и распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн. Этот процесс можно представить как «дыхание» антенны, выталкивающей энергию в окружающую среду.

И наоборот, приемная антенна выполняет обратную функцию. Когда электромагнитная волна набегает на ее проводящие элементы, она индуцирует в них переменные электрические токи. Эти токи затем направляются на вход приемника, где они преобразуются обратно в электрический сигнал. Это свойство, когда антенна одинаково эффективно работает как на передачу, так и на прием, называется обратимостью. Оно фундаментально и проистекает из линейности уравнений Максвелла, что означает, что характеристики антенны (например, диаграмма направленности, входное сопротивление) остаются неизменными независимо от того, используется ли она для излучения или приема.

Диаграмма направленности (ДН)

Представьте себе фонарик. Он светит не во все стороны одинаково, а направляет свет в определенном направлении. Антенна ведет себя схожим образом, но с электромагнитными волнами. Диаграмма направленности (ДН) — это угловая зависимость интенсивности излучаемого или принимаемого антенной поля. Она является графическим «отпечатком» того, как антенна «видит» пространство.

ДН обычно представляет собой трехмерную поверхность, но для упрощения ее часто изображают в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Она нормируется по максимальному значению интенсивности поля, что позволяет сравнивать различные антенны. Важной особенностью ДН является ее структура:

• Главный (основной) лепесток: Направление максимального излучения (или приема) антенны. Именно здесь сосредоточена большая часть энергии.
• Боковые лепестки: Менее интенсивные лепестки, расположенные по бокам от главного. Они представляют собой нежелательное излучение в стороны.
• Задние лепестки: Излучение в направлении, противоположном главному лепестку. Их минимизация критически важна для уменьшения помех и повышения конфиденциальности, поскольку позволяет значительно улучшить соотношение сигнал/шум в сложных условиях.

Для идеальной изотропной антенны, которая теоретически излучает энергию равномерно во всех направлениях, ДН представляла бы собой сферу. Однако на практике все антенны обладают определенной направленностью. Направленные антенны, с их узким лучом, обеспечивают большую дальность действия и высокую концентрацию энергии, что крайне важно для систем спутниковой связи или радиолокации. ДН может быть получена как экспериментальным путем, так и с использованием методов математического моделирования.

Коэффициент направленного действия (КНД)

Если ДН показывает куда антенна излучает, то Коэффициент направленного действия (КНД) — это количественная мера того, насколько эффективно антенна концентрирует энергию в желаемом направлении. Этот фундаментальный параметр, введенный в 1929 году советским ученым А.А. Пистолькорсом, характеризует способность антенны фокусировать электромагнитное поле.

КНД определяется как отношение максимальной плотности потока мощности, создаваемой исследуемой антенной в заданном направлении, к плотности потока мощности, создаваемой гипотетической изотропной антенной, излучающей ту же полную мощность. Изотропная антенна является эталоном, так как излучает равномерно во всех направлениях.

Математически КНД (D) выражается формулой:

D = (4π ⋅ Π(Θ,φ)max) / Pизл

где:

• Π(Θ,φ)_max — максимальная плотность потока мощности в дальней зоне в направлении максимума излучения (Вт/м²).
• P_изл — полная мощность, излучаемая антенной (Вт).
• 4π — это телесный угол полной сферы (стерадиан).

КНД является безразмерной величиной, но часто выражается в децибелах (дБ) для удобства работы с большими числовыми диапазонами. Например, для изотропного излучателя КНД равен 1 (или 0 дБ). Чем уже главный лепесток ДН и чем ниже уровень боковых лепестков, тем выше значение КНД, что означает лучшую концентрацию энергии и, как следствие, большую эффективность в передаче или приеме сигнала в заданном направлении, обеспечивая тем самым значительное улучшение качества связи.

Коэффициент усиления (КУ)

В отличие от КНД, который характеризует только направленность, Коэффициент усиления (КУ) антенны (G) представляет собой более комплексный параметр. Он учитывает не только способность антенны концентрировать энергию (ее направленные свойства), но и эффективность преобразования подводимой к антенне мощности в излучаемую энергию, а также потери энергии внутри самой антенны (например, на нагрев).

Математически коэффициент усиления антенны G выражается как произведение коэффициента направленного действия D и коэффициента полезного действия (эффективности) η:

G = D ⋅ η

где:

• η — эффективность антенны, безразмерная величина, отражающая долю подведенной мощности, которая реально преобразуется в излучение (0 < η ≤ 1).

КУ также является безразмерной величиной и обычно выражается в децибелах (дБ). Часто можно встретить обозначения дБи (относительно изотропного излучателя) или дБд (относительно полуволнового диполя).

Примеры типичных значений КУ демонстрируют широкий диапазон его значений в зависимости от назначения антенны:

• Для систем сотовой связи КУ составляет порядка 15-20 дБи.
• Для спутниковой связи, где требуется высокая направленность и дальность, КУ может превышать 40 дБи.
• Радиорелейные линии обычно используют антенны с КУ 30+ дБи.

Низкий КУ (менее 1) характерен для малогабаритных и поглощающих антенн, средний (1-10 дБ) — для обычных направленных антенн, а высокий (>10 дБ) — для специализированных антенн дальнего действия, таких как параболические антенны или фазированные решетки.

Входное сопротивление

Чтобы антенна эффективно работала, она должна быть правильно согласована с питающей ее линией (например, коаксиальным кабелем или волноводом). За это отвечает входное сопротивление антенны — это отношение комплексных амплитуд напряжения и тока на входных клеммах антенны. Оно характеризует антенну как электрическую нагрузку для передающего тракта.

В общем случае входное сопротивление является комплексной величиной, состоящей из активной и реактивной частей: Z_вх = R_вх + jX_вх.

Активная часть R_вх, в свою очередь, складывается из двух компонент:

• Сопротивление излучения (R_изл): Активная часть входного сопротивления, обусловленная преобразованием электрической энергии в излучаемую электромагнитную волну. Это «полезное» сопротивление.
• Сопротивление потерь (R_пот): Активная часть сопротивления, связанная с потерями энергии внутри самой антенны (например, на нагрев проводников, диэлектрические потери). Это «нежелательное» сопротивление.

Идеально настроенная в резонанс антенна имеет чисто активное входное сопротивление (X_вх = 0). Это позволяет максимально эффективно передавать энергию от источника к антенне без отражений. Примеры входного сопротивления распространенных антенн:

• Линейный полуволновой вибратор имеет входное сопротивление около 75 Ом.
• Петлевой вибратор, благодаря своей конструкции, обладает входным сопротивлением около 300 Ом.

Несогласованность входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением питающей линии приводит к появлению стоячих волн, снижению КПД и мощности, передаваемой в эфир, что всегда отрицательно сказывается на качестве связи и стабильности работы оборудования.

Полоса частот

Ни одна антенна не может работать одинаково эффективно на всех частотах. Полоса частот антенны — это диапазон частот, в пределах которого ее основные параметры (такие как КНД, КУ, входное сопротивление, ДН) соответствуют заданным техническим требованиям.

Для проектирования антенн крайне важно учитывать взаимосвязь между длиной волны (λ) и частотой (f), поскольку многие размеры антенны напрямую зависят от длины волны.

Различают:

• Абсолютную полосу пропускания (Δf): Разница между максимальной (f_max) и минимальной (f_min) рабочими частотами: Δf = f_max — f_min.
• Относительную полосу пропускания: Выражается в процентах или как отношение f_h/f_l.

По относительной полосе пропускания антенны делятся на:

• Узкополосные (менее 10%): Оптимизированы для работы в строго определенном, узком диапазоне частот. Их преимущество — возможность достижения высокого КУ (до 20 дБи для диапазона LTE2600) и снижение уровня шума. Применяются там, где частота сигнала точно известна, например, в специализированных системах связи.
• Широкополосные (более 20% или соотношение f_h/f_l > 2:1): Способны работать в значительно более широком диапазоне частот. Они незаменимы, когда частота сигнала заранее неизвестна (например, в многоканальных системах), при работе с несколькими провайдерами или на мобильных объектах, где частота может изменяться. Широкополосность достигается за счет компромисса с другими характеристиками, такими как КУ или сложность конструкции.

Поляризация электромагнитных волн

Электромагнитная волна представляет собой совокупность колеблющихся электрических (E) и магнитных (H) полей, распространяющихся перпендикулярно друг другу и направлению распространения волны. Поляризация волны характеризует геометрическую ориентацию вектора напряженности электрического поля E в пространстве в плоскости, перпендикулярной направлению ее распространения.

Существуют три основных вида поляризации:

• Линейная поляризация: Вектор E колеблется вдоль одной прямой линии. Она может быть:
  • Вертикальная: Вектор E ориентирован вертикально.
  • Горизонтальная: Вектор E ориентирован горизонтально.

  Для максимального приема сигнала приемная антенна должна быть поляризована так же, как и передающая.

• Круговая поляризация: Вектор E, распространяясь, описывает окружность в плоскости, перпендикулярной направлению распространения. Она может быть правой или левой. Круговая поляризация часто используется в спутниковых системах связи, так как она менее чувствительна к изменению ориентации антенн относительно друг друга.
• Эллиптическая поляризация: Наиболее общий случай, когда вектор E описывает эллипс. Линейная и круговая поляризации являются частными случаями эллиптической.

Правильный выбор поляризации критичен для обеспечения максимальной связи, минимизации помех и обеспечения требуемой кроссполяризационной развязки, особенно в многоканальных системах, ведь от этого напрямую зависит пропускная способность и надёжность передачи данных.

Шумовая температура антенны

В любой радиоприемной системе, помимо полезного сигнала, всегда присутствуют шумы. Шумовая температура (Т_ш) является эффективной мерой мощности этих шумов, выраженной в температурных единицах. Это важный параметр, позволяющий количественно оценить вклад различных источников в общий уровень шума приемного тракта.

Представьте, что антенна подключена к идеальному (бесшумному) приемнику. Однако сама антенна и окружающая среда, которую она «видит», генерируют шумы. Шумовая температура антенны (Т_А) — это температура согласованного сопротивления, подключенного ко входу идеального приемника, при которой мощность теплового шума этого сопротивления эквивалентна мощности шумов, принимаемых антенной.

Шумовая температура связана с коэффициентом шума (F) приемного устройства соотношением:

Тш = (F - 1) ⋅ Т0

где Т₀ — стандартная температура 290 К (абсолютный нуль Цельсия).

Шумовая температура приемной антенны (Т_АΣ) зависит от нескольких факторов:

• Тепловые потери в антенне: Из-за омических потерь в проводниках антенны она сама является источником теплового шума.
• Уровень задних и боковых лепестков ДН: Антенна принимает шумы не только из основного направления, но и через боковые и задние лепестки, «захватывая» тепловое излучение Земли, атмосферы, индустриальные помехи.

Для минимизации шумовой температуры и, следовательно, улучшения соотношения сигнал/шум в приемнике, инженеры стремятся:

1. Уменьшить тепловые потери в самой антенне за счет использования высококачественных материалов и оптимизации конструкции.
2. Снизить уровень боковых и задних лепестков ДН, чтобы минимизировать прием шумов из нежелательных направлений.

Понятие шумовой температуры широко используется в радиотехнике для оценки качества приемных устройств, в радиоастрономии для описания источников космического радиоизлучения и при расчете добротности спутниковых земных станций.

Классификация антенн: обзор типов и конструкций

Мир антенн удивительно разнообразен, и для систематизации этого многообразия используются различные классификации, основанные на их назначении, конструктивных особенностях, диапазонах работы и методах управления. Понимание этой классификации помогает не только ориентироваться в существующих типах, но и прогнозировать возможности применения той или иной антенны.

Классификация по назначению и области применения

Самая очевидная классификация антенн основана на их функциональном предназначении и сфере использования:

• По назначению:
  • Передающие антенны: Преобразуют электрическую энергию в электромагнитные волны.
  • Приемные антенны: Улавливают электромагнитные волны и преобразуют их в электрический сигнал.
  • Приемопередающие антенны: Универсальные устройства, способные выполнять обе функции, что возможно благодаря свойству обратимости.
• По области применения:
  • Радиолокационные антенны: Используются в радарах для обнаружения объектов и измерения их координат. Требуют высокой направленности и часто способности к быстрому сканированию.
  • Радиосвязные антенны: Широчайший класс, охватывающий все виды радиосвязи — от вещания до мобильных телефонов и спутниковых систем.
  • Радионавигационные антенны: Применяются в системах навигации, таких как GPS/ГЛОНАСС, для приема сигналов от спутников.
  • Телевизионные антенны: Предназначены для приема телевизионных сигналов, часто широкополосные.
  • Радиоастрономические антенны: Огромные антенные системы (радиотелескопы) для изучения космических радиоисточников, требующие экстремальной чувствительности и направленности.
  • И многие другие: медицинские, промышленные, измерительные и т.д.

Классификация по диапазонным свойствам и рабочему диапазону волн

Этот вид классификации особенно важен, поскольку физические принципы и конструктивные решения для антенн сильно зависят от длины волны, на которой они работают.

• По диапазонным свойствам:
  • Диапазонные антенны:
    • Узкодиапазонные: Работают в небольшом интервале частот, оптимизированы для конкретной частоты или узкого канала.
    • Широкодиапазонные: Способны эффективно работать в значительно более широком спектре частот, часто за счет более сложной конструкции или компромисса с другими параметрами.
  • Недиапазонные (частотнонезависимые) антенны: Их характеристики практически не зависят от частоты в широком диапазоне (например, логопериодические антенны).
• По рабочему диапазону волн:
  • Антенны сверхдлинных и длинных волн (3-300 кГц): Гигантские сооружения, часто использующие естественные проводящие слои Земли.
  • Средних волн (300 кГц — 3 МГц): Обычно применяются для радиовещания.
  • Коротких волн (3-30 МГц): Используются для дальней связи, подвержены влиянию ионосферы.
  • Метровых волн (30-300 МГц): Телевизионное вещание, УКВ-радиосвязь.
  • Сверхвысоких частот (СВЧ): Этот диапазон наиболее интересен для современных технологий связи. Включает:
    • Дециметровые волны (300 МГц — 3 ГГц): Мобильная связь (2G/3G/4G), Wi-Fi, некоторые радиолокационные системы.
    • Сантиметровые волны (3-30 ГГц): Спутниковая связь, радиолокация, радиорелейные линии, Wi-Fi 5/6 ГГц.
    • Миллиметровые волны (30-300 ГГц): Перспективное направление для 5G, высокоскоростной передачи данных, специализированных радиолокационных систем.

Особенности СВЧ антенн:

1. Их размеры, как правило, значительно превышают длину волны (L/λ >> 1), что позволяет достигать высокой направленности.
2. В них активно используются поверхностные токи и сложные структуры для формирования диаграммы направленности.
3. Преобразование токов в ЭМВ и формирование ДН могут производиться разными элементами (например, облучатель и рефлектор).

Классификация по принципу действия и конструкции

Эта классификация углубляется в физическую природу и инженерные решения, лежащие в основе антенн.

• Проволочные антенны: Самый простой и распространенный тип. К ним относятся диполи, вибраторы, рамки, штыревые антенны.
• Щелевые антенны: Излучающими элементами являются щели в проводящей поверхности. Часто используются в авиации благодаря своей конформности (не выступают над поверхностью).
• Акустического типа (волноводные, рупорные):
  • Волноводные антенны: Используют открытый конец волновода как излучатель.
  • Рупорные антенны: Представляют собой расширяющиеся волноводы, которые обеспечивают плавное согласование волнового сопротивления волновода с сопротивлением свободного пространства, формируя при этом почти однородный фазовый фронт. Бывают секторной E-плоскости, секторной H-плоскости, пирамидальные, конические. Они обладают хорошей направленностью и часто используются как облучатели для зеркальных антенн.
• Оптического типа (зеркальные, линзовые): Эти антенны работают по принципам, аналогичным оптическим приборам, используя облучатель и большое зеркало (рефлектор) или линзу для фокусировки энергии.
  • Зеркальные (рефлекторные) антенны: Самый известный пример — параболические антенны, используемые в спутниковой связи. Обладают высоким КУ.
  • Линзовые (рефракционные) антенны: Используют диэлектрические линзы для формирования луча.
• Спиральные антенны: Излучают циркулярно поляризованные волны, имеют широкую полосу пропускания.
• Антенны поверхностных волн: Излучают или принимают энергию, распространяющуюся вдоль диэлектрической или проводящей поверхности.
• Антенны Яги-Уда (волновой канал): Этот тип антенн является классическим примером направленной антенны. Он состоит из нескольких элементов, расположенных на общей траверсе:
  • Активный вибратор: Обычно полуволновой диполь (длиной около λ/2), который непосредственно подключается к фидерной линии.
  • Рефлектор: Немного длиннее активного вибратора (немного больше λ/2), расположен позади него. Его задача — отражать энергию вперед, в сторону директоров.
  • Директоры: Несколько элементов, расположенных перед активным вибратором, каждый немного короче активного вибратора (немного меньше λ/2) и постепенно укорачивающихся по мере удаления от него. Директоры «направляют» энергию, концентрируя ее в одном луче.

  Типичные расстояния между элементами в трехэлементной антенне Яги-Уда составляют около 0,25 λ. Антенны Яги-Уда отличаются простотой конструкции и хорошей направленностью для своего класса.

Классификация по геометрии, распределению излучения и способу управления ДН

Эти признаки определяют, как антенна выглядит, как она формирует свое излучение в пространстве и как этим излучением можно управлять.

• По геометрии излучающих элементов:
  • Линейные антенны: Излучающие элементы представляют собой линии или отрезки (диполи, штыри).
  • Антенны с излучающим раскрывом (апертурой): Излучающая часть имеет площадь (рупорные, зеркальные, щелевые антенны).
• По распределению в пространстве излучаемой энергии ЭМВ:
  • Направленные антенны: Концентрируют энергию в одном или нескольких узких лучах, обеспечивая высокий КУ и дальность.
  • Ненаправленные (всенаправленные, омнидирекциональные) антенны: Излучают или принимают энергию равномерно во всех направлениях в горизонтальной плоскости (например, вертикальный штырь). Имеют более низкий КУ.
• По способу управления положением ДН (сканирование):
  • С механическим сканированием: ДН изменяет свое положение путем физического поворота всей антенны или ее части (например, вращающиеся радары).
  • С электромеханическим сканированием: Комбинация механического движения с электрическим управлением.
  • С электрическим сканированием: Самый передовой метод, используемый в фазированных антенных решетках. Позволяет изменять направление луча без физического движения, путем изменения фаз сигналов, подаваемых на отдельные элементы решетки. Это обеспечивает очень высокую скорость сканирования и гибкость.
• По месту установки:
  • Наземные, подземные, корабельные, самолетные, космические.

Фазированные антенные решетки (ФАР): принципы, типы и проектирование

Фазированные антенные решетки (ФАР) — это технологический прорыв, который преобразил радиотехнику, открыв путь к беспрецедентной гибкости и производительности антенных систем. От мощных радиолокаторов до миниатюрных модулей 5G, ФАР стали неотъемлемой частью современных коммуникационных и сенсорных технологий.

Принцип работы ФАР

ФАР представляет собой антенную систему, состоящую из множества отдельных излучающих элементов, расположенных в определенном порядке. В отличие от одиночной антенны, где форма диаграммы направленности (ДН) фиксирована, в ФАР ДН формируется и управляется за счет интерференции электромагнитных волн, излучаемых каждым элементом. Ключевая особенность заключается в возможности управления фазами (и, при необходимости, амплитудами) сигналов, подаваемых на каждый излучатель.

Этот процесс, называемый фазированием, позволяет достичь нескольких фундаментальных целей:

1. Формирование требуемой ДН: Благодаря тщательно подобранному амплитудно-фазовому распределению, можно синтезировать ДН нужной формы — от остронаправленного узкого луча до многолепестковой диаграммы.
2. Электрическое сканирование луча: Изменяя фазовые сдвиги между элементами, можно быстро и без механического движения изменять направление главного лепестка ДН. Это позволяет мгновенно переключаться между разными направлениями или осуществлять непрерывное сканирование пространства.
3. Управление формой ДН: Помимо направления, можно изменять ширину луча, подавлять боковые лепестки или формировать «нули» ДН в направлении источников помех (адаптивное формирование ДН).

В основе работы лежит принцип суперпозиции: волны от отдельных излучателей складываются в пространстве. Если фазы сигналов подобраны так, что волны усиливают друг друга в одном направлении и компенсируют в других, формируется направленный луч. Амплитудно-фазовое распределение в ФАР не является фиксированным и может динамически регулироваться в процессе эксплуатации, что придает ФАР их исключительную гибкость. Это позволяет системе адаптироваться к меняющимся условиям среды и эффективно противодействовать помехам.

Преимущества и недостатки ФАР

Фазированные антенные решетки обладают рядом уникальных достоинств, которые делают их незаменимыми во многих современных применениях, но также имеют и определенные ограничения.

Преимущества ФАР:

• Высокая скорость изменения направления луча: В отличие от механически сканирующих антенн, ФАР могут мгновенно переориентировать луч, что критически важно для систем с быстрым отслеживанием целей или многопользовательской связи.
• Отсутствие механических частей: Это значительно повышает надежность системы, снижает требования к техническому обслуживанию и позволяет работать в экстремальных условиях.
• Возможность формирования нескольких независимых лучей: Одновременно или с быстрым переключением ФАР может формировать несколько лучей в разных направлениях, что позволяет обслуживать несколько пользователей или отслеживать несколько целей одновременно.
• Широкий частотный диапазон: Некоторые типы ФАР могут работать в значительно более широком диапазоне частот по сравнению с одиночными антеннами.
• Высокая направленность: ФАР, состоящие из множества элементов, обладают более высоким коэффициентом направленного действия по сравнению с одиночными антеннами эквивалентного размера.
• Адаптивные возможности: Способность формировать «нули» ДН в направлении помех, автоматически подстраиваясь под меняющуюся электромагнитную обстановку.

Недостатки ФАР:

• Высокая стоимость: Обусловлена большим количеством излучающих элементов, сложной системой фазовращателей, усилителей, управляющей электроники и высокой точностью изготовления. Некоторые сферические ФАР могут содержать 10⁴ и более элементов.
• Снижение КНД при отклонении луча: Коэффициент направленного действия плоских ФАР уменьшается при значительном отклонении луча от нормали к раскрыву решетки. Для компенсации этого используются более сложные конструкции или системы из нескольких ФАР.
• Сложность проектирования и настройки: Требует глубоких знаний в электродинамике, цифровой обработке сигналов и микроэлектронике.

Типы ФАР и их конструктивные особенности

Разнообразие задач, решаемых с помощью ФАР, привело к появлению множества конструктивных решений, отличающихся геометрией, типом излучателей и секторами сканирования. ФАР, содержащие большое число управляемых элементов, широко используются в наземных, корабельных, авиационных и космических радиоустройствах.

Основные типы ФАР по геометрии раскрыва:

• Линейные ФАР: Элементы расположены вдоль одной линии. Используются для формирования лучей в одной плоскости.
• Плоские ФАР: Элементы расположены в двухмерной плоскости. Это наиболее распространенный тип, где луч может сканировать от нормали к раскрыву до направлений, близких к плоскости раскрыва. Типичные секторы сканирования плоских ФАР могут быть ограничены 120° по азимуту и углу места. Для расширения сектора сканирования до 40° в H- и E-плоскостях с сохранением приемлемого коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВ) (< 1,5), могут использоваться ФАР с диэлектрическими укрытиями.
• Конформные ФАР: Имеют форму раскрыва, повторяющую форму объекта, на котором они установлены (например, фюзеляж самолета, корпус корабля). Это позволяет интегрировать антенную систему без нарушения аэродинамики или скрытности, но усложняет расчет и управление.
• Сферические ФАР: Элементы расположены на поверхности сферы. Могут обеспечивать обзор полного пространства (360° по азимуту и 180° по углу места) с минимальным изменением коэффициента усиления при сканировании, что делает их идеальными для всенаправленного наблюдения.
• Кольцевые, цилиндрические и конические ФАР: Предназначены для кругового сканирования в плоскости основания.

Типы излучателей, используемых в ФАР:

В ФАР с быстрым широкоугольным качанием луча обычно используются слабонаправленные излучатели, такие как:

• Симметричные и несимметричные вибраторы.
• Открытые концы радиоволноводов.
• Щелевые, рупорные, спиральные антенны.
• Диэлектрические стержневые антенны.
• Логопериодические антенны.

Выбор типа излучателя зависит от рабочего диапазона частот, требуемых характеристик поляризации, полосы пропускания и сектора сканирования.

Методы и алгоритмы синтеза диаграммы направленности ФАР

Синтез диаграммы направленности (ДН) фазированной антенной решетки — это процесс определения амплитудно-фазового распределения токов или полей возбуждения элементов ФАР, которое обеспечивает желаемую форму ДН. Эта задача является одной из наиболее перспективных и сложных в проектировании ФАР, особенно когда речь идет о создании адаптивных ДН, способных реагировать на изменяющуюся обстановку.

Основные задачи синтеза ДН:

1. Формирование остронаправленного луча: Максимальная концентрация энергии в заданном направлении.
2. Подавление боковых лепестков: Минимизация нежелательного излучения в стороны.
3. Создание «нулей» ДН: Формирование глубоких провалов в ДН в направлении источников активных шумовых помех или вражеских объектов для улучшения помехозащищенности.
4. Формирование многолепестковых ДН: Для одновременного обслуживания нескольких абонентов или отслеживания нескольких целей.

Распространенные методы и алгоритмы синтеза ДН ФАР:

• Метод наименьших квадратов: Классический оптимизационный подход, направленный на минимизацию расхождения между желаемой и синтезируемой ДН. Позволяет эффективно решать задачи формирования ДН определенной формы.
• Генетические алгоритмы: Это эволюционные алгоритмы, имитирующие процессы естественного отбора. Они особенно эффективны для решения задач оптимизации, где пространство решений является сложным и многомерным. Генетические алгоритмы применяются для синтеза ДН малоэлементных антенных решеток, особенно при наличии дифракционных максимумов, комбинируясь с прямыми алгоритмами, использующими разложение в ряд Котельникова.
• Разложение в ряд Котельникова: Этот математический аппарат позволяет представить поле, формируемое ФАР, как сумму отсчетов. Применение его в синтезе позволяет эффективно управлять формой ДН, особенно для малоэлементных решеток.
• Глубокие нейронные сети: Современное и перспективное направление. Для формирования многолепестковой ДН ФАР предлагается использовать глубокие нейронные сети, которые способны определять оптимальные амплитуды и фазы токов, возбуждающих отдельные элементы антенны. Это открывает возможности для создания «умных» антенн, способных к самообучению и адаптации в реальном времени.

Электрическое сканирование — это практическая реализация управления ДН. Оно осуществляется путем изменения амплитудно-фазового распределения в излучателях антенной решетки с помощью управляемых фазовращателей и аттенюаторов, что позволяет мгновенно менять направление и форму луча без физического движения антенны.

Антенно-фидерные устройства в системах спутниковой связи

Спутниковая связь является одной из наиболее требовательных областей применения антенно-фидерных устройств. Глобальный охват, огромные расстояния до спутников на геостационарной орбите (около 36 000 км) и ограниченность энергетических ресурсов на борту космических аппаратов диктуют жесткие требования к эффективности и точности антенн земных станций.

Требования к антеннам земных станций

Антенны земных станций спутниковой связи (ЗССС) — это высокотехнологичные устройства, чьи характеристики строго регламентированы международными стандартами и национальными нормативными документами (например, Приказом Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ № 1080 от 13 декабря 2023 г.). Эти требования направлены на обеспечение надежной связи, минимизацию помех и эффективное использование частотного спектра.

Ключевые требования включают:

1. Высокий коэффициент усиления (G): Антенны земных станций должны обладать очень высоким КУ, чтобы компенсировать значительные потери мощности на трассе Земля-спутник. Минимальный КУ для антенн земных станций должен удовлетворять условию:
   G ≥ 20 lg (D/λ) + 7 дБи
   где:
   • D — диаметр антенны (для параболических).
   • λ — длина волны.

   Это требование подчеркивает, что КУ антенны прямо пропорционален ее размеру относительно длины волны. Например, для Ku-диапазона (12-18 ГГц) типичный диаметр антенны ЗССС может составлять от 1.2 до 11 метров, обеспечивая КУ до 50-60 дБи.

2. Типы поляризации: Антенные системы ЗССС могут работать с линейной (вертикальной или горизонтальной) или круговой (правой или левой) поляризациями. Выбор поляризации зависит от спутниковой системы и позволяет использовать один и тот же частотный диапазон для передачи нескольких сигналов (частотное и поляризационное уплотнение).
3. Кроссполяризационная развязка: Этот параметр характеризует способность антенной системы разделять сигналы с ортогональными (взаимно перпендикулярными) поляризациями. Требование к кроссполяризационной развязке в трактах передачи и приема должно быть не менее 30 дБ в контуре с ослаблением 0,5 дБ. Это критически важно для предотвращения взаимных помех между каналами, использующими ортогональные поляризации.
4. Точность наведения луча на ИСЗ: С учетом узкой диаграммы направленности высокоусиливающих антенн ЗССС, малейшее отклонение от направления на спутник приводит к значительным потерям сигнала. Нормативная точность наведения луча на ИСЗ должна составлять не хуже (0,1 ⋅ λ) / D в угловых единицах. Для современных систем, особенно в режиме программного наведения, точность может достигать не хуже 0,05°. Недостаточная точность наведения приводит к тому, что связь осуществляется через круто спадающие участки диаграммы направленности, что может вызвать потери усиления до 0,4 дБ и более. Для обеспечения такой точности часто используются системы автосопровождения спутника.
5. Надежность и устойчивость к внешним факторам: Антенны ЗССС подвергаются воздействию ветра, осадков, температурных перепадов, поэтому их конструкция должна быть прочной и долговечной, что является залогом бесперебойной работы в самых суровых климатических условиях.

Добротность станции на прием (G/T)

Добротность земной станции на прием, обозначаемая как G/T, является одним из наиболее важных параметров, комплексно характеризующих эффективность приемного тракта спутниковой наземной станции. Это отношение коэффициента усиления антенны (G) к шумовой температуре (T) всего приемного тракта, приведенной ко входу антенны. Чем выше значение G/T, тем более слабый сигнал станция способна надежно принять, что напрямую влияет на качество и надежность спутниковой связи.

Математически добротность ЗС определяется как:

G/T = Gпр / Тш

где:

• G_пр — коэффициент усиления антенны на прием (безразмерная величина или дБи).
• Т_ш — шумовая температура приемного тракта, приведенная ко входу антенны (в Кельвинах).

Составляющие шумовой температуры приемного тракта (Т_S):

Суммарная шумовая температура приемной станции Т_S складывается из трех основных компонент:

ТS = Ту + Ттр + Та

где:

• Т_у — шумовая температура малошумящего усилителя (МШУ), который располагается непосредственно после антенны. МШУ является первым активным элементом приемного тракта, и его шумовые характеристики вносят наибольший вклад в общую шумовую температуру.
• Т_тр — шумовая температура СВЧ тракта, соединяющего антенну с МШУ (например, волновод). Любые потери в этом тракте преобразуются в шум.
• Т_а — эквивалентная шумовая температура самой антенны, которая включает тепловые потери в ее элементах и шумы, принимаемые антенной из окружающей среды (Земля, атмосфера, космическое излучение, индустриальные помехи) через главный и боковые/задние лепестки ДН.

Методы повышения G/T:

Для увеличения отношения G/T_S при заданном значении G (то есть, при заданной антенне), необходимо уменьшать составляющие шумовой температуры.

1. Увеличение усиления антенны (G): Это наиболее прямой и эффективный способ.
   • Увеличение площади антенны: Усиление антенны пропорционально ее эффективной площади апертуры. Чем больше «зеркало» параболической антенны, тем выше ее G.
   • Использование более высокой частоты: При одинаковом физическом размере антенны, увеличение рабочей частоты (и, соответственно, уменьшение длины волны) приведет к увеличению ее усиления.
2. Уменьшение шумовой температуры (Т_S):
   • Минимизация Т_тр: Достигается путем размещения МШУ максимально близко к облучателю антенны, что сокращает длину СВЧ тракта и, как следствие, его потери. Также возможно заменить волноводный тракт лучеводом для уменьшения потерь.
   • Минимизация Т_а:
     • Использование антенн с низкими омическими потерями.
     • Снижение уровня боковых и задних лепестков диаграммы направленности антенны, чтобы минимизировать прием шумов от нагретых объектов на Земле и атмосферы.
     • Охлаждение МШУ до криогенных температур (в специализированных радиоастрономических и глубококосмических станциях) для существенного снижения его собственного шума.

Таким образом, G/T — это комплексный показатель, отражающий сбалансированное проектирование как антенны, так и начальных каскадов приемного тракта, и является критически важным для оценки производительности всей спутниковой системы связи.

Современные тенденции и вызовы в разработке АФУ

Развитие беспроводных технологий не стоит на месте, постоянно предъявляя новые, порой противоречивые, требования к антенно-фидерным устройствам. От сверхбыстрых сетей 5G до всепроникающего Интернета вещей — везде требуются инновационные решения, способные обеспечить связь в условиях растущего частотного дефицита, помех и разнообразных условий эксплуатации.

Фазированные антенные решетки для 5G и миллиметровых волн

С приходом сетей пятого поколения (5G) произошла революция в требованиях к антенным системам. Основные требования стандарта 5G (IMT-2020) включают: пиковую скорость передачи данных до 20 Гбит/с, скорость на пользователя до 100 Мбит/с, задержку менее 1 мс, плотность соединений до 10⁶ устройств на км² и мобильность до 500 км/ч. Для достижения таких амбициозных показателей необходим огромный частотный ресурс, который находится в новых диапазонах, в том числе в миллиметровых волнах (ММВ).

Особенности и проблемы миллиметрового диапазона 5G:

1. Высокое затухание сигнала: Это главная проблема ММВ. На высоких частотах значительно возрастает затухание в свободном пространстве. Например, для 5G на дальности 500 м потери тракта могут увеличиваться до 150 дБ.
2. Чувствительность к препятствиям: Сигналы ММВ плохо проникают через стены, листву деревьев, и даже осадки (дождь, снег) могут вызывать значительное ослабление, делая покрытие зависимым от атмосферных условий и времени года. Блокировка сигнала рукой пользователя (так называемый «hand-blocking») в диапазоне 28 ГГц может приводить к ослаблению до 30-40 дБ.
3. Короткая дальность распространения: Из-за высокого затухания радиус действия базовых станций в ММВ значительно меньше, чем в низких диапазонах, что требует более плотного размещения сот.

Главное достоинство ММД — возможность использовать широкую полосу частот. Системы 5G, работающие в миллиметровом диапазоне, должны обеспечивать полосу пропускания 1 ГГц или шире. В 5G NR стандарт регламентирует использование частот до 52,6 ГГц, с общей занимаемой полосой радиочастот порядка 10 ГГц. Для миллиметрового диапазона речь может идти о каналах шириной 300, 400 и даже до 800 МГц для фиксированного доступа. В целом, могут использоваться широкие полосы частотных каналов с непрерывным спектром шириной от 500 до 1000 МГц.

Роль Фазированных Антенных Решеток (ФАР) в 5G:

Для преодоления проблем ММВ и реализации преимуществ широкой полосы ФАР становятся незаменимым решением:

• Высокий коэффициент усиления: ФАР позволяют формировать узкие, высоконаправленные лучи, компенсируя потери на трассе и обеспечивая связь на больших расстояниях.
• Электрическое сканирование луча (Beamforming): ФАР могут динамически направлять луч на конкретного пользователя или группу пользователей, что повышает эффективность использования энергии и минимизирует интерференцию.
• Многолучевой режим (Multi-beam): Возможность формировать несколько лучей одновременно позволяет обслуживать множество устройств или пользователей, повышая пропускную способность сети.
• Масштабируемость: Производители оборудования используют антенные решетки с заданным количеством элементов (64–256 на решетку), которые масштабируются в зависимости от требуемых уровней емкости и покрытия.
• Программное управление: Конфигурация лучей диаграммы и потоков может быть изменена с помощью программного обеспечения, если элементы антенны оснащены аналоговыми фазовращателями и компонентами с регулируемым усилением. Это обеспечивает высокую гибкость и адаптивность сети.
• Решение проблемы «hand-blocking»: Для мобильных телефонов предлагается использовать несколько связанных антенных решеток, расположенных в разных частях корпуса, чтобы в случае блокировки одной из них, другая могла продолжить работу.

Примеры реализации:

В 2017 году была продемонстрирована двунаправленная 64-х элементная ФАР для приема и передачи сигналов стандарта 5G в диапазоне 28 ГГц со скоростью до 12 Гбит/с при угле сканирования 0 градусов и более 8 Гбит/с при сканировании до ±50 градусов. Эта ФАР, изготовленная на основе недорогой печатной платы, потребляла всего 7–11 Вт в режимах приема и передачи, что подчеркивает ее перспективность.

Антенны для Интернета вещей (IoT)

Интернет вещей (IoT) — это экосистема взаимосвязанных физических устройств, оснащенных датчиками, программным обеспечением и другими технологиями для обмена данными с другими устройствами и системами через Интернет. IoT-устройства, от «умных» домов до промышленного мониторинга, предъявляют уникальные требования к антеннам, фокусируясь на компактности, энергоэффективности, дальности связи и поддержке множества протоколов.

IoT-антенна — это специализированный компонент, передающий и принимающий радиочастотные сигналы, позволяя IoT-устройствам оставаться подключенными к сетям Wi-Fi, Bluetooth, сотовой связи, Zigbee и LPWAN (Low-Power Wide-Area Network).

Разнообразие протоколов и требований:

Устройства IoT используют множество протоколов, каждый из которых диктует свои требования к антеннам:

• BLE (Bluetooth Low Energy) и Zigbee: Эти технологии оптимизированы для низкого энергопотребления, что позволяет устройствам работать от батареи в течение длительного времени, но они имеют относительно небольшую дальность связи (десятки метров). Антенны для них должны быть миниатюрными и оптимизированными для передачи на небольшие расстояния с минимальным потреблением энергии.
• LTE-M (Long Term Evolution for Machines) и NB-IoT (Narrowband IoT): Эти стандарты сотовой связи разработаны для IoT.
  • NB-IoT обеспечивает сверхнизкое энергопотребление и расширенную дальность связи (до 20 км), позволяя стационарным устройствам работать от батареи годами, но имеет очень низкую скорость передачи данных (до 250 Кбит/с).
  • LTE-M обеспечивает более высокую скорость передачи данных (до 1,1 Мбит/с), поддерживает мобильность и голосовую связь, но потребляет больше энергии.

  Для LTE-M и NB-IoT важны устойчивый сигнал и поддержка мобильной связи на больших расстояниях, что требует более эффективных антенных решений.

Преимущества использования специализированных антенн в IoT-системах:

• Повышение дальности связи: Эффективные антенны позволяют IoT-устройствам подключаться к сети на больших расстояниях, что особенно важно для удаленных датчиков или систем мониторинга.
• Снижение энергопотребления: Оптимизированные антенны требуют меньшей мощности для передачи сигнала, продлевая срок службы батарей.
• Устойчивость к помехам: Качественные антенны помогают поддерживать стабильную связь в условиях сильных радиочастотных помех.

Типы антенн для IoT:

• Всенаправленные (Омнидирекциональные) антенны: Распространяют сигнал во все стороны (360 градусов), удобны для связи в пределах ограниченной зоны. Их преимущества — простота установки и отсутствие необходимости точного наведения. Однако они имеют меньший коэффициент усиления (типично 5-10 дБи) и, как следствие, меньшую дальность по сравнению с направленными антеннами.
• Направленные антенны: Фокусируют сигнал в определенном направлении, обеспечивая большую дальность и устойчивость к помехам. Они подходят для стационарных устройств, требующих связи на большие расстояния или в условиях высокой интерференции (например, до 20 дБи для LTE2600).

Перспективы «умных» антенн:

Одно из перспективных направлений — разработка «умных» антенн для IoT, которые смогут самостоятельно настраивать свои параметры работы (например, диаграмму направленности, поляризацию, частоту) в зависимости от текущих условий окружающей среды, требований к связи и доступных ресурсов. Это позволит оптимизировать энергопотребление, увеличить дальность и повысить надежность связи в динамически меняющихся условиях IoT-сетей. Разве не это будущее, к которому мы стремимся, где устройства способны автономно адаптироваться и обеспечивать бесперебойное взаимодействие?

Заключение

Исследование антенно-фидерных устройств и фазированных антенных решеток в контексте современных радиотехнических систем — это погружение в мир, где фундаментальные законы электродинамики встречаются с передовыми инженерными решениями. От основ преобразования электрической энергии в электромагнитные волны до сложнейших адаптивных систем, способных мгновенно формировать радиолуч, АФУ остаются краеугольным камнем любой беспроводной связи.

Мы систематизировали ключевые характеристики антенн – диаграмму направленности, коэффициенты усиления и направленного действия, входное сопротивление, полосу частот, поляризацию и шумовую температуру. Эти параметры, глубоко укорененные в физических процессах, определяют эффективность и применимость любого АФУ. Подробная классификация антенн по множеству признаков – от назначения до конструктивного исполнения – позволила охватить все многообразие существующих решений и подчеркнуть их взаимосвязь с рабочими частотами и областями применения.

Особое внимание было уделено фазированным антенным решеткам (ФАР), которые благодаря своим уникальным возможностям управления фазами излучателей, стали двигателем технологического прогресса. Способность ФАР к быстрому электрическому сканированию, формированию многолучевых диаграмм и адаптации к помехам открывает горизонты, недоступные одиночным антеннам. Анализ различных типов ФАР и методов синтеза их диаграмм направленности, включая такие передовые алгоритмы, как генетические и нейросетевые подходы, показал глубину и сложность современного проектирования.

В контексте спутниковых систем связи, мы детально рассмотрели специфические требования к антеннам земных станций, такие как высокий коэффициент усиления, кроссполяризационная развязка и исключительная точность наведения. Параметр добротности станции на прием (G/T) был проанализирован как комплексный показатель, отражающий сбалансированное взаимодействие антенны и малошумящего усилителя, а также способы его оптимизации.

Наконец, работа осветила современные тенденции и вызовы, стоящие перед разработчиками АФУ. Распространение сетей 5G в миллиметровом диапазоне волн, с его преимуществами в виде широкой полосы частот и сложностями, такими как высокое затухание и чувствительность к препятствиям, делает ФАР абсолютно необходимыми для реализации потенциала 5G. В то же время, развитие Интернета вещей требует создания миниатюрных, энергоэффективных и многопротокольных антенн, с перспективой появления «умных» антенн, способных к самоадаптации.

В заключение, можно утверждать, что АФУ, и особенно фазированные антенные решетки, являются не просто элементами радиотехнических систем, а динамично развивающейся областью, которая постоянно адаптируется к новым технологическим вызовам и требованиям. Комплексный подход к их проектированию, основанный на глубоком понимании фундаментальных принципов и последних инноваций, является ключом к созданию эффективных и надежных систем связи будущего. Дальнейшие исследования в этой области будут направлены на повышение энергетической эффективности, расширение функциональных возможностей (наприме��, интеграция с элементами искусственного интеллекта для автономной оптимизации) и создание более компактных и доступных решений для повсеместного внедрения беспроводных технологий.

Список использованной литературы

1. Сазонов, Д. М. Антенны и устройства СВЧ: Учебник для радиотехнических специальностей вузов. Москва: Высшая школа, 1988. 432 с.
2. Вендик, О. Г. Антенны с немеханическим движением луча: Введение в теорию. Москва: Советское радио, 1965. URL: http://www.pereplet.ru/vendik/FAR.htm
3. Вендик, И. Б., Вендик, О. Г., Козлов, Д. С. Диаграммообразование в антенных решетках. Москва: Физматлит, 2020.
4. Ерошенко, Д. А., Климов, А. И. Антенно-фидерные устройства: учебное пособие. Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 2022. URL: https://edu.vstu.ru/media/files/1011_30.04.2022_9.17_Mb_Antenno-fidernyye_ustroystva_uchebnoye_posobiye._Yeroshenko_D.A.,_Klimov_A.I.doc.pdf
5. Шумовая температура // Большая советская энциклопедия. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/126993/%D0%A8%D1%83%D0%BC%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F
6. Mustofoqulov, J. A., Hamzaev, A. I., Suyarova, M. X. Типы радио антенн. 2021 // cyberleninka.ru. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tipy-radio-antenn/viewer
7. Диаграмма направленности антенны // Radartutorial.eu. URL: https://www.radartutorial.eu/06.antennas/an07.ru.html
8. Направленность и усиление антенны // Radartutorial.eu. URL: https://www.radartutorial.eu/06.antennas/an06.ru.html
9. Поляризация электромагнитных волн // Radartutorial.eu. URL: https://www.radartutorial.eu/06.antennas/an04.ru.html
10. Коэффициент направленного действия // Глонасс Глобал. URL: https://glonass-global.ru/blogs/glonass/koefficient-napravlennogo-dejstvija
11. Входное сопротивление антенны. 2019 // Rusant.ru. URL: https://rusant.ru/vhodnoe-soprotivlenie-antenny
12. Входное сопротивление антенны // Radiolibrary.ru. URL: https://radiolibrary.ru/articles/amateur-radio/antenna-input-impedance.html
13. Входное сопротивление антенны // GardenWeb. URL: https://gardenweb.ru/vhodnoe-soprotivlenie-antenny
14. Теория антенн // Radiopribor.ru. URL: https://radiopribor.ru/teoriya-antenn/
15. Справочник по антеннам. 2025 // Radioshemas.com. URL: https://radioshemas.com/spravochnik-po-antennam/
16. Классификация антенн. 2019 // Bstudy.net. URL: https://bstudy.net/605510/tehnika/klassifikatsiya_antenn
17. Классификация антенн. Краткие сведения об антеннах различных типов // Studref.com. URL: https://studref.com/469493/tehnika/klassifikatsiya_antenn_kratkie_svedeniya_antennah_razlichnyh_tipov
18. Фазированная антенная решётка // Большая российская энциклопедия. URL: https://bigenc.ru/technology/text/4705574
19. Фазированные антенные решетки (ФАР): что это и как работают? // BBRC.RU. URL: https://bbrc.ru/articles/fazirovannye-antennye-reshetki-far-chto-eto-i-kak-rabotayut/
20. Классификация антенн. 2025 // Studfiles.net. URL: https://studfiles.net/preview/2619711/page:3/
21. Антенны для интернета вещей (IoT): особенности и перспективы применения. 2025 // Antenn-service.ru. URL: https://antenn-service.ru/articles/antenny-dlya-interneta-veschey-iot-osobennosti-i-perspektivy-primeneniya
22. IoT Antenna Technology: A Complete Guide to Types, Uses, and Innovations. 2024 // Taoglas.com. URL: https://www.taoglas.com/iot-antenna-technology-guide/
23. Кузьмин, С. В., Коровин, К. О., Космынин, А. Н. НЕЙРОННЫЕ СЕТИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОЛЕПЕСТКОВЫХ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ // cyberleninka.ru. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/neyronnye-seti-dlya-formirovaniya-mnogolepestkovyh-diagramm-napravlennosti-fazirovannoy-antennoy-reshetki
24. Кузьмин, С. В., Коровин, К. О., Космынин, А. Н. Сравнение алгоритмов синтеза диаграмм направленности малоэлементных ФАР // Электроника и микроэлектроника СВЧ. СПбГУТ. URL: https://electronics-journal.spbgut.ru/article/view/1016/982
25. Останков, А. В., Нечаев, А. С., Дашян, С. Ю. СИНТЕЗ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ С СЕКТОРНОЙ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ // cyberleninka.ru. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-fazirovannoy-antennoy-reshetki-s-sektornoy-diagrammoy-napravlennosti
26. Об утверждении Правил применения земных станций спутниковой связи и вещания единой сети электросвязи Российской Федерации // docs.cntd.ru. URL: https://docs.cntd.ru/document/901712214
27. Вендик, О. Г., Козлов, Д. С., Калинин, С. А. СИНТЕЗ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ РЛС С ЗОНОЙ ПОДАВЛЕНИЯ, ВКЛЮЧАЮЩИЙ АНАЛИЗ ОШИБОК В РАСПРЕДЕЛЕНИИ ТОКОВ // cyberleninka.ru. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-diagrammy-napravlennosti-antennoy-reshetki-rls-s-zonoy-podavleniya-vklyuchayuschiy-analiz-oshibok-v-raspredelenii-tokov
28. Пак, А. K., Куттыбаева, А. Е., Изимбетова, А., Смайлов, Н. К. АНАЛИЗ РАДИОКАНАЛОВ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА 5G // cyberleninka.ru. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-radiokanalov-millimetrovogo-diapazona-5g
29. Конін, В., Шишков, Ф. А. Проектирование фазированных антенных решеток // ResearchGate. URL: https://www.researchgate.net/publication/320475269_Proektirovanie_fazirovannyh_antennyh_resetok
30. Чириков, Р. Ю., Rocca, P., Багманов, В. Х., Султанов, А. Х. Алгоритм проектирования фазированных антенных решеток для спутниковых систем связи // cyberleninka.ru. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/algoritm-proektirovaniya-fazirovannyh-antennnyh-reshetok-dlya-sputnikovyh-sistem-svyazi
31. 5G и миллиметровые волны. 2020 // svch-electronika.ru. URL: https://svch-electronika.ru/archives/5993
32. Приложение N 1. Требования к параметрам антенных систем ЗС // docs.cntd.ru. URL: https://docs.cntd.ru/document/901712214/applications/N1
33. Системы спутникового вещания // kravchenko-kv.ru. URL: http://www.kravchenko-kv.ru/tv_sput.htm
34. Приказ Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации от 13 декабря 2023 г. N 1080. 2024 // garant.ru. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/408470559/
35. ВНТП 211-93 Ведомственные нормы технологического проектирования. Предприятия радиосвязи, радиовещания и телевидения. Земные станции спутниковой связи. 1993 // vntp.ru. URL: https://vntp.ru/vntp-211-93-vedomstvennye-normy-tekhnologicheskogo-proektirovaniya-predpriyatiya-radiosvyazi-radioveshchaniya-i-televideniya-zemnye-stantsii-sputnikovoy-svyazi
36. Самая быстрая фазированная антенна для систем связи поколения 5G. 2017 // КИПиА Инфо. URL: https://kipia-info.ru/news/sredstva-svyazi/samaya-bystraya-fazirovannaya-antenna-dlya-sistem-svyazi-pokoleniya-5g/
37. Создана антенная решётка для диапазона 5G 28 ГГц. 2017 // Мобильные телекоммуникации. URL: https://mobitele.ru/news/sozdana-antennaya-reshetka-dlya-diapazona-5g-28-ggts/