Чистота частот: в России появятся прорывные фильтры для 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
«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).
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».
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».
Ясиновская Елизавета
STRF.ru