Инженеры МФТИ совместно с индустриальным партнером ООО «Телепорт» испытали блок дуплексора для приемопередающего радиомодуля системы мобильной связи 5G. Изделие полностью выполнено на отечественной компонентной базе и является частью проекта по созданию российской телеком‑инфраструктуры. Она значительно повысит скорость и качество передачи данных и откроет новые горизонты для технологий будущего и цифрового суверенитета России.

В рамках этой работы на Физтехе создают высокочастотные фильтры на объемных резонаторах — специальные устройства, предназначенные для использования в базовых станциях сетей четвертого и пятого поколений (4/5G). Они отвечают за подавление паразитных составляющих сигнала на входе радиомодуля и улучшение электромагнитной совместимости и играют ключевую роль в обеспечении эффективной работы систем связи.

Принцип работы объёмных резонаторов основан на использовании металлических или диэлектрических элементов определенной формы и размеров. Они создают полости с частотными характеристиками, позволяющими эффективно подавлять нежелательные составляющие сигналов.

К основным компонентам конструкции высокочастотных фильтров на объемных резонаторах относятся:

1. металлический или диэлектрический корпус, обеспечивающий механическую прочность и защиту от внешних воздействий;

2. набор объемных резонаторов с собственной частотой настройки;

3. система возбуждения и согласования, обеспечивающая передачу сигналов между резонаторами и внешними устройствами.

По словам разработчиков, применение таких фильтров позволяет улучшить характеристики базовых станций 4/5G, обеспечивая более надежное и стабильное соединение, а также снижая уровень помех и взаимного влияния между различными системами связи.

В результате испытаний на базе ООО «Телепорт» (Ижевск) и в пилотной зоне МФТИ фильтры дуплексера (устройство, предназначенное для организации дуплексной радиосвязи с использованием одной общей антенны для приёма и передачи сигналов. Содержит два радиочастотных фильтра с непересекающимися диапазонами частот с высоким коэффициентом передачи амплитудно‑частотных характеристик и работает на основе частотной селекции сигналов) показали уровень заграждения в перекрестных диапазонах частот более 120 дБ, что полностью соответствует техническому заданию. 

«Фильтры показали свою готовность к работе. Это лишь часть большого проекта по созданию собственной сети 5G в России. Наша команда также занимается разработкой активных антенных устройств на базе технологии фазировоанных антенных решеток и других узлов для базовых станций. В дальнейшем наши наработки будут использованы в различном отечественном оборудовании. И речь идет не просто о скорости доступа к сети интернет. Наши технологии будут применяться в робототехнике, беспилотном управлении автомобилями, развитии искусственного интеллекта и других высокотехнологичных сервисах», — рассказал начальник Отдела прикладных исследований и разработок перспективных решений сотовой связи МФТИ, директор Научно-исследовательского центра компонентов мобильной связи и технологий их производства МФТИ Григорий Серегин.

На следующем этапе планируется комплексирование разработанной конструкции мультиплексоров в корпус отечественного приемопередающего радиомодуля и расширение продуктовой линейки готовых фильтров на новые частотные диапазоны.

Специалисты Московского физико-технического института также занимаются разработкой технологического решения для подключения к 5G через спутники. Технология позволит обеспечить доступность связи пятого поколения для жителей отдаленных регионов России без развертывания на местности полноценной инфраструктуры сотовых операторов. Решение будет востребовано прежде всего предприятиями, добывающими природные ископаемые, например, на рудниках, газовых месторождениях или в рабочих посёлках.

«Разработка спутниковых сервисов на базе 5G открывает новые горизонты в области связи и интернета вещей. Благодаря интеграции спутниковых технологий и сетей пятого поколения мы сможем обеспечить функционирование робототехнических комплексов и технологического оборудования в автономном режиме без увеличения нагрузки на спутниковый канал связи в удаленных регионах. В настоящий момент данные технологии отрабатываются в пилотной зоне МФТИ», — отметил заместитель начальника НИЦ телекоммуникаций МФТИ Антон Худыкин.

Разработка 5G в МФТИ является частью глобальной гонки за лидерство в области телекоммуникаций. Согласно планам Минцифры по развитию мобильной связи в России, разворачивание сетей 5G в России будет проходить постепенно, начиная с 2028 года. Одно из ключевых условий для успешной реализации этого проекта — серийное производство отечественного оборудования.