Наука и технологии России

Вход Регистрация

Чистота частот: в России появятся прорывные фильтры для связи

«В настоящее время в мире очень сильно зашумлён радиоволновый спектр: только у нас около 20 каналов телевидения, не считая кабельного и общевещательного, сотовая связь, каналы специальной связи – ФСБ, МВД, МЧС, спутниковая связь, в каждом доме Wi-Fi, Bluetooth в автомобиле. Проблема в том, все эти общедоступные частоты никак не должны влиять, например, на системы аэронавигации и прочие бортовые радиолокационные системы, которые стоят в самолёте. Для этого требуются специальные фильтры частот», – рассказывает научный сотрудник красноярского Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Андрей Лексиков об идее рождённого в стенах его лаборатории электродинамики и СВЧ электроники проекта, посвящённого «разработке и изготовлению миниатюрных полосно-пропускающих фильтров для спутниковых систем связи с подавлением в полосах заграждения более 100 дБ». Проект был запущен в июне этого года при поддержке ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» и в первую очередь направлен на разработку элементной базы для современных систем связи.

Главная задача лаборатории, занятой разработкой, – уменьшить габариты и улучшить характеристики различных систем связи, которые используются в гражданской и военной сфере. «Вся электроника со временем уменьшается в габаритах, всё становится компактным и переносным, но фильтры до сих пор занимают большую часть специализированной электроники, – говорит молодой учёный о том, к чему должна прийти работа по ФЦП. – Наше ноу-хау позволяет на два порядка уменьшить габариты фильтров, что в свою очередь должно привести к значительному уменьшению размеров систем.

Например, на основе того, что мы уже смоделировали, получится уменьшить вес бригадных раций раза в два».

Кроме того, новый тип устройств, разрабатываемый в Красноярске, позволяет расширить так называемую «полосу заграждения» – то есть полосу частот, в которой на устройство не будут влиять никакие «паразитные» сигналы.

На сегодняшний день стандартная полоса представляет собой две-три резонансные частоты, а красноярские учёные ещё год назад в научных статьях представили идею устройства, расширяющего полосу до 30–40 резонансных частот (в которых возможно подавление помех почти в 10 миллиардов раз).

Фильтр_связи
Темой фильтров лаборатория электродинамики и СВЧ электроники занимается ещё с 1990-х годов; в частности, в лаборатории спроектирован специальный прибор для их изготовления без дорогой фотолитографии (если не требуется слишком высокого разрешения). Фото c сайта лаборатории: http://kirensky.ru/ru/institute/sci_equipment/micro_filtr

То самое ноу-хау проекта предложил другой молодой учёный и старший научный сотрудник лаборатории электродинамики и СВЧ электроники – Алексей Сержантов. Сначала он опробовал свою модель на компьютере, получил нужный эффект, и уже затем команда лаборатории стала экспериментировать с «железом». Сегодня сотрудники заняты тем, что пытаются улучшить полученные характеристики – изменить количество элементов внутри резонатора, изменить его топологию.

Конечно, этой темой лаборатория электродинамики и СВЧ электроники занимается ещё с 1990-х годов: нынешнего главу этой лаборатории, Бориса Беляева, научные сотрудники и вовсе зовут родоначальником этого направления в России. Но идея запустить совместное дело у учёных из Института физики возникла после встречи с представителями красноярского радиозавода НПП «Радиосвязь» и ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва, которые давно закупают большую часть компонентов в Европе и США. Но теперь все они, объединив усилия, рассчитывают с помощью проекта добиться импортозамещения, развить собственную технологическую базу и улучшить то, что производится за рубежом.

«Зарубежные разработчики стоят впереди нас с точки зрения технологий, – утверждает Лексиков. – Но с точки зрения науки те характеристики, которые получаем мы, во многом лучше, поэтому мы активно публикуемся в зарубежных международных журналах, и никаких проблем с этими публикациями нет». Буквально в этом году по теме проекта вышла статья в журнале «Письма в журнал технической физики» и уже на рецензии находится ещё одна – в американском журнале IEEE Microwave and Wireless Components Letters.

«Не публиковаться нельзя, – считает Андрей Лексиков. – В своё время мы упустили нужный момент: публиковались только в российской прессе, защищали российские патенты, и в этой нише в мире пока признаны другие люди, поэтому мы должны усердно пробиваться».

Конструкция_микроволновых_фильтров Пример конструкции микроволновых фильтров, ранее разработанных в лаборатории и пропускающих те или иные частоты излучения. Фото c сайта лаборатории: http://kirensky.ru/ru/institute/sci_equipment/micro_filtr

Как утверждают разработчики, устройства с такими характеристиками, которые, возможно, появятся благодаря их проекту в Институте физики им. Л.В. Киренского, в мире сейчас не делает никто. «Это несмотря на то, что мы всё делаем, по сути, на коленке, ведь в нашей лаборатории нет даже технологии LTCC (низкотемпературная совместно обжигаемая керамика – прим. автора), и мы работаем с тем, что было создано ещё 20 лет назад, – сетует Лексиков. – Но недавно наш индустриальный партнёр «Радиосвязь» как раз приобрёл необходимое оборудование, и мы уверены, что наша идея плюс их технологии – это настоящий прорыв».

РЕЙТИНГ

4.63
голосов: 16

Обсуждение