Исследователи Пензенского государственного университета (ПГУ) разработали вычислительный комплекс, который может стать ключом к созданию антенн нового поколения для мобильных устройств. Новая программа позволяет моделировать печатные антенны из неоднородных диэлектриков — материалов, чьи свойства варьируются в разных точках. Это открывает путь к более компактным и высокоэффективным устройствам связи.
Печатные антенны — неотъемлемая часть смартфонов, отвечающая за передачу и прием сигналов Wi-Fi, GPS, сотовой связи и других видов беспроводной коммуникации. До сих пор их моделирование ограничивалось использованием однородных материалов. Однако команда ученых ПГУ под руководством доцента кафедры «Математика и суперкомпьютерное моделирование» Алексея Цупака нашла способ рассчитать электромагнитное рассеяние на более сложных, неоднородных структурах с помощью метода интегральных уравнений.
Такой подход позволил создать зарегистрированную программу для ЭВМ, способную с высокой точностью определять диаграмму направленности антенн, выполненных из металло-диэлектрических материалов со сложной геометрией. Это особенно важно при проектировании устройств с компактными и уникальными корпусами.
Решения пензенских разработчиков уже были протестированы в сотрудничестве с одним из ведущих мировых производителей мобильной аппаратуры. Результаты сравнения с коммерческими программами показали высокую точность нового вычислительного метода.
Разработка может найти применение не только в производстве смартфонов, но и в радиолокации, микроволновой технике и медицинской диагностике. В частности, элементы вычислительного комплекса уже используются в ПГУ для создания оборудования ранней диагностики онкологических заболеваний.
Исследование продолжается, и в университете рассчитывают, что их метод выведет проектирование печатных антенн на новый уровень — более гибкий, точный и перспективный с точки зрения инженерных решений.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ПГУ
