Антенна с изменяемой диаграммой направленности на основе жидких кристаллов

В современном информационном мире многие передвижные средства, такие как автомобили, суда и самолеты должны находиться в постоянном контакте с искусственными спутниками на орбите Земли. Это позволяет им пользоваться функциями системы GPS и других навигационных систем, использовать Интернет, принимать сигналы спутниковой связи и телевидения. Но, поскольку все транспортные средства находятся в движении, меняя свою ориентацию по отношению к положению спутников, для устойчивой связи должны использоваться антенны, диаграмма направленности которых регулируется с помощью электронных средств. Механические следящие системы громоздки и медлительны, а использование фазированных антенных решеток является дорогим удовольствием. Достаточно простым и недорогим решением вышеописанной проблемы является антенна с изменяемой диаграммой направленности на основе жидких кристаллов, разработанная исследователями Технического университета Дармштадта (Technische Universitat Darmstadt) в Германии.

Текущий прототип жидкокристаллической антенны, разработанный и изготовленный Онуром Хамза Караби (Onur Hamza Karabey), состоит из четырех независимых ячеек жидких кристаллов. Изменяя управляющий потенциал, прикладываемый в отдельности к каждой из ячеек, можно выборочно выделить один сигнал из группы радиосигналов, приходящих с различных направлений.
Поскольку антенна не имеет движущихся частей и управляется только с помощью электричества, она может быть нацелена на спутник очень быстро, всего за несколько миллисекунд. Такое быстродействие позволит этой антенне держать в фокусе спутник, даже если она установлена на борту болида Формулы-1, двигающегося с большой скоростью по сложной трассе.

Производство таких антенн может выполняться с помощью самого обычного технологического оборудования, используемого для производства ЖК-панелей дисплеев и телевизоров. Поэтому стоимость даже первых опытных образцов не будет превышать 600-700 долларов. Толщина таких антенн составляет порядка пяти миллиметров. Это позволит беспрепятственно встраивать их в крыши автомобилей, а при применении некоторых технологических хитростей эти антенны можно сделать прозрачными, что позволит их использовать еще шире.

В настоящее время Караби и его коллеги работают на созданием более совершенного варианта антенны, которая будет состоять из матрицы 16 на 16 ячеек. Такая антенна будет обладать более высокими радиочастотными характеристиками и с ее помощью можно будет более точно устанавливать направление диаграммы антенны.