Версия для слабовидящих
Рус Бел Eng De Cn Es
Научные достижения и разработки Публикации
Научные достижения и разработки

Разработка антенных систем спускаемых аппаратов Венера-9 и Венера-10

 
        
         В 1974 г. за научные достижения в области исследования и разработки антенных укрытий сотрудники кафедры И.Т.Кравченко, А.С.Ключников, А.В.Лепехин, М.А.Вилькоцкий удостоены звания Лауреатов Государственной премии БССР. За обеспечение деятельности космических станций «Венера-9», «Венера-10»   в 1975–1976 гг. правительственных наград удостоены В.В.Изох, И.Т.Кравченко, А.В.Лепехин, В.И.Демидчик.
         Одним из ведущих направлений деятельности кафедры радиофизики в 1960–1970 годах стала разработка электронных приборов СВЧ, проведение радиоизмерений на УКВ и СВЧ, создание технологий производства радиоматериалов. Существенная заслуга в развитии этого направления принадлежала доценту кафедры В.И.Лавруковичу. Созданная под его руководством научная группа проводила исследования в области амплифазометриии СВЧ-полей, методов модуляции и передачи СВЧ-сигналов (в том числе одними из первых в стране были развиты методики передачи сигналов по оптическим каналам связи), теории и методов разработки радиопоглощающих материалов в СВЧ-диапазоне, теории и методов аналоговой и цифровой обработки результатов измерений. Научное руководство исследованиями в течение всего периода существования этой группы, помимо доцента В.И.Лавруковича, обеспечивали заведующий кафедрой профессор В.В.Изох, проректор БГУ академик Л.В.Володько. Научное сотрудничество и партнерские связи были установлены с ведущими специалистами и организациям России, Украины, Армении.
         С 1980 г. на кафедре радиофизики проводились работы по созданию информационно-управляющих систем для предприятий космического комплекса СССР. В 1985 г. была организована отраслевая лаборатория информационно-управляющих систем Министерства авиационной промышленности, в которой были разработаны:
  •  информационно-управляющий комплекс-стенд для проведения полномасштабных испытаний систем обеспечения жизнедеятельности, терморегулирования и медицинского контроля космического комплекса «БУРАН»;
  •  модули и системы для проведения испытаний космических систем «АРАКС» и «КУПОН»;
         В 70-е гг. на кафедре под руководством профессора В.В.Изоха была организована научно-исследовательская группа по разработке радиоэлектронной аппаратуры для анализа процессов распространения сигналов в морской среде. Исследования проводились по заказу Акустического института АН СССР. Для проведения натурных экспериментов в море был разработан и изготовлен аппаратурный комплекс по корреляционному приему гидроакустических сигналов. Параллельно с созданием аппаратуры разрабатывались методы, алгоритмы и программы для расчета звуковых полей и их пространственной когерентности в сложных океанических условиях.
         В 1985–1991 гг. совместно с Московским НИИ радиосвязи проведены работы по анализу и синтезу антенных решеток на основе печатных излучателей различной конфигурации. Совместно с НИИ ДАР (г. Москва) осуществлены исследования по разработке антенных устройств для систем загоризонтной радиолокации.
         В 1986 г. за исследование «Разработка средств автоматизации проектирования и испытаний электродинамических систем» сотрудники кафедры А.К.Евсеенко и С.В.Малый в составе творческого коллектива, включавшего сотрудников БГУ и НПО им. С. А. Лавочкина, получили премию Ленинского комсомола Беларуси. В этом же году И.А.Докуков и С.В.Малый были награждены бронзовыми медалями ВДНХ СССР за разработку электродинамических систем космических летательных аппаратов.
         На рубеже 90-х гг. на кафедре выполнена серия работ по разработке методов, алгоритмов и программ для расчета радиолокационной заметности сложных объектов больших волновых размеров. Совместно с НИИ тепловых процессов (г. Москва) проводились исследования особенностей взаимодействия электромагнитного излучения с неоднородными плазменными объектами. Вместе с ЦКБ радиоматериалов (г. Москва) проводились исследования в области создания радиопоглощающих материалов и антиотражающих покрытий.

         Теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия микроволнового и оптического электромагнитного излучения с композиционными материалами и структурно-неоднородными средами ведутся на кафедре и в настоящее время под руководством профессора А.С.Рудницкого, доцентов В.И.Демидчика и С.В.Малого.         

         Среди основных достижений в этой области можно выделить:

  • методы, алгоритмы и программы для расчета рассеяния электромагнитных волн на линейно-, двух- и трехмерно периодических решетках, образованных из произвольных по геометрии, внутренней структуре и составу объектов;
  • методики расчета эффективных электродинамических параметров композиционных материалов с периодической и стохастической структурой;
  • физические закономерности взаимодействия электромагнитного излучения с фрактальными структурами;
  • теория распространения и дифракции электромагнитных волн в калейдоскопических структурах;
  • защищенные авторскими свидетельствами и патентами технические решения.
         Достижения последних лет в этой области:
         Получено строгое решение задачи дифракции электромагнитной волны на щели в непрозрачном экране конечной толщины, расположенном перед полубесконечным диэлектриком. На основе полученного решения разработана упрощенная модель контактной фотолитографии.
         Исследовано взаимодействие электромагнитного поля с плоским слоем метаматериала с околонулевыми значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей.    Установлено, что плоский слой из такого метаматериала может использоваться в качестве высокоэффективного фильтра волновых пучков.
         На основе метода минимальных автономных блоков построена вычислительная модель взаимодействия оптического излучения с метаматериалами, композитами и системами металлических частиц. Исследовано влияние формы, размеров, количества и взаимного расположения частиц на распределение электромагнитного поля в ближней зоне.
         Разработана методика изготовления профилированных слабоотражающих структур и на ее основе изготовлен экспериментальный образец широкополосного поглотителя электромагнитных волн пирамидального типа.
         С конца 80-х годов прошлого столетия под руководством профессора П. Д. Кухарчика и доцента В. Г. Семенчика проводятся научно-исследовательские работы по созданию методов, алгоритмов и программно-аппаратных средств формирования микроволновых изображений внутренней структуры различных объектов естественного и искусственного происхождения. В ходе исследований получены следующие основные результаты:
  • разработаны методы и аппаратура для формирования трехмерных микроволновых изображений внутренней структуры радиопрозрачных сред;
  • разработаны алгоритмы и программное обеспечение для синтезирования апертуры синхронным сканированием приемной и облучающей антеннами при одновременном изменении частоты зондирующего сигнала;
  • разработана экспериментальная установка для формирования микроволновых изображений в диапазоне частот от 4 до 8 ГГц.
         В настоящее время исследования в этой области направлены на разработку и совершенствование алгоритмов восстановления изображений объектов и внутренней структуры неоднородных сред, обладающих большим поглощением микроволнового излучения. В 2012 г. разработаны экспериментальная установка и программное обеспечение для проведения экспериментов по обнаружению людей за оптически непрозрачными преградами.
         Одним из приоритетных направлений исследований является создание новых информационных технологий и компьютерно-ориентированных систем обработки сигналов различной физической природы и назначения. Большой вклад в организацию и проведение исследований в этой области внес доцент Е.И.Бовбель. В последние годы эти исследования продолжаются под руководством доцента И.Э.Хейдорова. Разработаны методы, алгоритмы и программы, ориентированные на обработку речевых сигналов в задачах распознавания речи, идентификации диктора и в биомедицинских приложениях, связанных с ранней диагностикой заболеваний органов речеобразования человека.
         Совместно с Республиканским научно-практическим центром «Кардиология» разработана методика и программно-компьютерный комплекс ранней диагностики и профилактики осложнений артериальной гипертензии; разработана и внедрена в РНПЦ Оториноларингологии система обнаружения и классификации патологий голосового тракта на основе многоклассовой гиперсферной машины на опорных векторах. Разработана и внедрена в Парке высоких технологий система поиска ключевых слов в потоке слитной речи.
         Исследования в области контроля и диагностики технического состояния машин и механизмов различного назначения на кафедре проводятся с 1972 г. У истоков данного научного направления были заведующий кафедрой доктор технических наук, профессор В.В.Изох, кандидат технических наук В.И.Микулович, начальник отдела Центрального института авиационного моторостроения им. П.И.Баранова (г. Москва), кандидат технических наук Н.Г.Дубравский. Под их руководством в студенческой научно-исследовательской лаборатории (СНИЛ), созданной на кафедре в 1967 г., выполнялись первые хоздоговорные НИР по разработке методов и аппаратурных средств для анализа вибрационного состояния авиационных двигателей при их разработке, испытаниях и эксплуатации. Следует отметить, что значительная часть работ в этой области выполнялась практически только студентами отделения радиофизики и электроники физического факультета, объединенными в СНИЛ кафедры, которая к концу 70-х гг. была лучшей лабораторией не только в университете, но и среди всех вузов Беларуси. Лаборатория дважды была удостоена звания «Лауреат Всесоюзного смотра студенческих КБ».
         Была также Отраслевая научно-исследовательская лаборатория физических методов и средств диагностического контроля состояния силовых установок МАП, которая функционировала в составе НИЧ Белгосуниверситета до 1992 г. За это время были разработаны принципы построения бортовых и наземных систем измерения параметров вибрации и технологических процессов, сопровождающих работу машин. Был создан ряд уникальных приборов:
  • синхронные анализаторы вибрации различных модификаций;
  • анализатор кинематической (действующей) погрешности зубчатых передач и редукторов в сборе;
  • анализаторы спектра на основе быстрых алгоритмов Фурье и цифровой фильтрации;
  • цифровой синхронный накопитель и усилитель-формирователь сигналов пьезоэлектрических датчиков вибрации;
  • 16-канальный усилитель тензонапряжений.
          Большинство из разработанных приборов и диагностических систем внедрены на предприятиях министерств авиационной промышленности, гражданской авиации и министерства общего машиностроения бывшего СССР.
          В настоящее время на кафедре аспирантами и группой сотрудников (В.Т.Шнитко, А.В.Микулович) под руководством доцента В.И.Микуловича выполняются исследования, направленные на дальнейшее развитие методов, аппаратных и программных средств обработки и представления информации, получаемой при испытании и диагностике машинного оборудования. Так, уже созданы стационарная многофункциональная система контроля и диагностики, а также портативная универсальная система мониторинга машинного оборудования, представляющая собой третье поколение приборов подобного назначения.
          Принята в эксплуатацию в Вооруженных силах Республики Беларусь автоматизированная система диагностики вибросостояния механических узлов авиационной техники, которая отмечалась дипломами и медалями на международных выставках.
.

Универсальный аппаратно-программный модуль сбора данных для систем контроля, диагностики и управления
 
        
         В 2012 году продолжалась опытная эксплуатация разработанных и изготовленных ранее многофункционального сборщика данных МСД-2010М (ООО «Центр научно-прикладных проблем энергетики», г. Гомель) и портативного измерителя магнитных материалов ИМПМ-2011 (завод искусственных алмазов «Адамас»).
         В 2017 году сотрудниками кафедры разработана система анализа дорожной обстановки для автомобилей с автопилотами.
 
         Сотрудниками кафедры ведется активная работа по внедрению научных достижений в учебный процесс, привлечению студентов к активному участию в научных исследованиях. Коллективом кафедры созданы учебно-научные комплексы для проведения научных исследований в области электродинамики СВЧ и для проведения лабораторных практикумов при подготовке специалистов с высшим образованием по радиофизическим и радиотехническим специальностям.
 

 

Учебно-научный комплекс для исследований и подготовки специалистов в области прикладной электродинамики

 
 
Учебно-научный комплекс для исследования микрополосковых и полупроводниковых устройств СВЧ-электроники
 
       
        
         Разрабатываемые в настоящее время на кафедре радиофизики и цифровых медиа технологий научные направления являются актуальными и относятся к приоритетным направлениям исследований РБ.
         Кафедра поддерживает тесные научные связи с различными научно-исследовательскими учебными подразделениями Белгосуниверситета. Примером такого сотрудничества являются работы по созданию систем метрологического контроля влажности листовых, сыпучих и текучих материалов, которые проводятся в лаборатории радиоголографии НИИ ПФП им. А.Н.Севченко с участием сотрудников кафедры. Комплексный подход к решению проблемы и объединение усилий сотрудников лаборатории радиоголографии и кафедры позволили создать уникальные метрологические комплексы, которые нашли практическое применение в системах управления технологическими процессами на ряде предприятий России и Беларуси.
         Сотрудниками кафедры и лаборатории прикладной электродинамики НИИ ПФП им. А.Н. Севченко выполняются проекты по разработке поглощающих материалов и слабоотражающих структур оптического и микроволнового диапазонов для задач информационной безопасности, электромагнитной совместимости, сертификации и метрологии.
         Совместно с НИИ ядерных проблем ведутся исследования особенностей протекания электромагнитных процессов в наноразмерных системах. Созданы вычислительные модели и исследованы электродинамические свойства активных композиционных материалов на квантовых нитях и точках. На базе разработанных моделей изучены эффекты поляризационного сдвига линий усиления в активных средах. Разработаны и исследованы модели лазеров на квантовых точках.
         Кафедра совместно с Центром аэрокосмического образования проводит исследования по созданию образовательных программ инновационного типа в области исследований и освоения космического пространства.
         На кафедре выполняются проекты ГПНИ, ФФИ РБ, МНТЦ совместно с подразделениями НАН Беларуси, вузами и научно-производственными центрами Республики, в числе которых Институт физики и Институт прикладной физики НАН РБ, Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси, УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», УО «Белорусский национальный технический университет», РНПЦ «Кардиология», РНПЦ Оториноларингологии, ОАО КБТЭМ ОМО, ОДО                    "Мультисофт", резиденты Парка высоких технологий, предприятия ВПК Беларуси.
         Имеется опыт международного сотрудничества по совместной подготовке кадров высшей квалификации и проведению научных исследований в рамках международных проектов и договоров с Высшей школой г. Лиона (Франция), Научным центром волновых исследований Учреждения Российской академии наук «Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН», Харбинским университетом науки и техники (Китай), Институтом цифровых медиатехнологий г. Ильменау (Германия).
         В 2012 г. аспирант кафедры радиофизики и цифровых медиатехнологий Люзин С И. в числе разработчиков малогабаритных гидроакустических модулей «Тритон» (разработка НЦВИ ИОФ РАН) был награжден золотой медалью в номинации «Научные исследования и изыскания» 3-го международного форума «Морская индустрия России». Приказом по НЦВИ ИОФ РАН Люзину С.И. объявлена благодарность как одному из разработчиков «Тритона».
         В 2012 г. старший преподаватель кафедры Курило В.С. был награжден благодарственным письмом оргкомитета открытой Московской естественнонаучной конференции «Потенциал» за подготовку ее участников и руководство их научными проектами.

Основные научные достижения и разработки
кафедры радиофизики и цифровых медиатехнологий
 

          Начиная с 1970 г., установлены тесные контакты с научно-производственным объединением им. С.А.Лавочкина (Москва). Наиболее ярким примером плодотворного сотрудничества двух коллективов является разработка антенной системы спускаемых аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» в 1974 г. Предложенная оригинальная конструкция и компоновка цилиндрической спиральной антенны, обеспечивающая связь спускаемого аппарата с орбитальной станцией, впервые в мире позволила получить уникальные панорамные снимки поверхности Венеры.

         Одним из направлений научных исследований - решением задач теоретической и прикладной электродинамики - коллектив кафедры занимается практически со дня основания. У истоков этого научного направления стояли такие видные белорусские ученые, как доктор технических наук, профессор В.В.Изох, кандидат технических наук, доцент А.П.Казарин. Под их руководством выполнялись научно-исследовательские работы: с 1969 г. – по созданию плоских фазированных антенных решеток для систем противоракетной обороны; с 1971 г. – по разработке и оптимизации конструктивно-компоновочных, механических, электродинамических характеристик радиопрозрачных антенных обтекателей и укрытий.

© Белорусский государственный университет
Адрес: пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь.
Тел. + 375 17 209 50 44. Факс. + 375 17 226 59 40. Url: .
При копировании материалов ссылка на сайт обязательна. Все права защищены.