Новое поколение инженеров

Второй год в структуре СФУ работает студенческое конструкторское бюро НОЦ «Радиоэлектроника». В октябре этого года коллектив, объединяющий порядка 60 человек (студенты, аспиранты, молодые учёные), получил федеральный грант — почти 2 миллиона рублей на оснащение лабораторий и закупку нового оборудования.

Если вы думаете, что студенческое конструкторское бюро — это отдельное просторное помещение с вывеской «СКБ»; что это единая команда, где все друг друга знают и отмечают общие праздники, — вы глубоко ошибаетесь. Базируется СКБ в Институте инженерной физики и радиоэлектроники СФУ, но члены команды разбросаны по различным лабораториям и работают преимущественно дистанционно. Основных научных направлений четыре: разработка и модернизация беспилотных авиационных систем; интегрированные радионавигационные системы и комплексы; антенно-фидерные устройства; создание электронных средств учебного назначения.

Точки приложения

М. Валиханов      и директор НОЦ «Радиоэлектроника» А. Алёшечкин

М. Валиханов и директор НОЦ «Радиоэлектроника» А. Алёшечкин

— Полученный грант удовлетворит только часть наших пот­ребностей, потому что задач слишком много, — говорит руководитель студенческого конструкторского бюро доцент кафедры радиотехники ИИФиРЭ СФУ кандидат технических наук Марат ВАЛИХАНОВ. — Если бы нам дали ещё 10 млн — мы бы их тоже быстро освоили.

— Марат, как рождаются темы для научных исследований?

— Они вытекают из больших проектов, например, в рамках договора между СФУ и ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва». К решению конкретных проектных задач привлекаются и студенты.

Есть у нас направление сугубо университетского назначения, например разработка учебных тестов в области радиоэлектроники. Как студенту дать наиболее полные знания и проконтролировать их усвоение? Данную лабораторию в СКБ курирует Юрий Давыдович ЛЕЙЧЕНКО. Он уже разработал оригинальную систему электронного тестирования по специальностям «Основы теории цепей» и «Теоретические основы электротехники».

— Бывает, что тему научно-исследовательской работы предлагают сами студенты?

— За всю мою практику был только один случай: в начале этого года подошёл ко мне пятикурсник Юрий ДЮКОВ и предложил тему, касающуюся разработки новой технологии захвата изображений Motion capture (mocap).

— Аналогичную той, что использовалась при съёмках мегаблокбастера «Аватар» Джеймса Кэмерона в 3D-формате?

— Картина «Аватар» задала качественно новый стандарт современной киноиндустрии. Но главный минус этой технологии — чрезвычайная дороговизна. Юрий задался целью удешевить и ускорить производство картин такого формата. Но ему предстоит сделать много сложных расчётов. При съёмках фильма на актёров, которые выполняли различные трюки, надевали специальные костюмы, способные передавать координаты. После этого программисты и дизайнеры наносили на «захваченное» изображение кожу, краски и т.д., наполняли виртуальный мир птицами и растениями. Студент предложил идею определения координат движущегося человека радиотехническим способом. В любом случае в ходе исследования будет наработан положительный опыт.

— Одна из ведущих научных тем в СКБ — разработка и модернизация беспилотных авиационных систем. Помнится, ещё в 2009 году Иван МАКАРОВ получил за этот научно-исследовательский проект премию главы города…

— Сейчас Иван — аспирант 3-го года обучения кафедры радиотехники, возглавляет исследовательскую группу СКБ, которая базируется в ИЦМиМ. Беспилотный комплекс для задач дистанционного зондирования Земли — очень перспективная разработка. Например, можно создать беспилотники для мониторинга лесов, для контроля экологической обстановки. Ребята поставили перед собой задачу разработать всю электронику самостоятельно, а это очень серьёзно. В 2011 году коллектив отдела закупил специальный станок с ЧПУ, который позволяет создавать с нуля замысловатые конструкции. По данной теме группа активно взаимодействует с инженерами ОАО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнёва».

«Антенная» тема

— Среди проектов, над которыми работает коллектив СКБ, в частности, группа, возглавляемая кандидатом технических наук Василием ПАНЬКО, — антенные системы для мобильных и стационарных станций спутниковой связи и телевидения. Насколько велика потребность в таких системах?

— Вы видели спутниковые тарелки на крышах? Наши исследователи предлагают им альтернативу — абсолютно плоскую антенну, — рассказывает М. Валиханов. — Она может спокойно «смотреть» в одну сторону неба, а принимать сигнал совсем с другого направления. Плоскую антенну можно использовать и в качестве фасада. Неоспоримое преимущество плоских антенн перед «тарелками» состоит в том, что мы можем изготовить их в разборном или складном виде, упаковав в компактный кейс. Никаких дополнительных креплений не нужно — антенна просто накладывается на стену. Однако для применения в быту это пока слишком дорого: каждую антенну нужно рассчитывать и изготавливать индивидуально. В некоторых случаях такие затраты оправданы (когда, например, нельзя искажать внешний вид здания большой тарелкой).

С. Поленга

С. Поленга

«Антенная» тема вообще сегодня очень популярна. Совсем недавно, в октябре этого года, молодёжные разработки кафед­ры можно было увидеть в экспозиции Х выставки «itCOM — Информационные технологии. Телекоммуникации» в МВДЦ «Сибирь».

— В связи с открытием СКБ в нашем институте мы получили дополнительные финансовые возможности, что позволило расширить спектр проектов, — включается в разговор Василий Панько. — Разработка антенн ведётся по разным направлениям, включая антенны для спутниковых систем и телевидения, для компьютерного применения. Тут речь идёт как о беспроводных стандартах Wi-Fi и WiMAX, так и о новых — 4G. Мы такие антенны разрабатываем в полном объёме, начиная от электродинамического моделирования, включая выпуск документации, изготовление макетов, измерение их характеристик, — вплоть до того, что можем организовать мелкосерийный выпуск. Работы ведём под руководством Юрия Петровича САЛОМАТОВА, заведующего кафедрой радиотехники. Разумеется, все эти устройства востребованы, потому что связь интенсивно развивается.

— Ваши разработки могут конкурировать на мировом рынке?

— Мы не ставим своей целью конкурировать с китайским ширпотребом — антеннами для массового применения (сотовые телефоны, беспроводные адаптеры и т.д.).

Приложение наших сил — специализированные антенны. Это штучный товар. В этом смысле мы обладаем преимуществом, потому что можем антенну «под заказ» разработать от начала и до конца.

Надо подчеркнуть, что все разработки ведутся силами молодых специалистов, в том числе и студентов. По антенной тематике поддерживаем тесное сотрудничество с ЛЭТИ (Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет) и НПП «Радиосвязь». Активно помогает нам краевой фонд науки; например, в этом году на средства этого фонда — 1,5 млн рублей — изготавливаем безэховую камеру.

— Камера без эха? Для каких целей?

— Она даёт возможность безошибочно измерять характеристики антенн. Это как если комнату покрыть специальными радиопоглощающими материалами, которые гасят электромагнитные волны как извне, так и внутри; получится некое пространство, внутри которого нет отражений от стенок и потолка, т.е. нет «эха». Соответственно, эти отражённые сигналы не будут мешать измерениям тех антенн, которые мы поместим внутрь камеры.

— Как поможет продвижению инновационных конструкторских идей полученный большой грант?

— Одна из основных задач при работе над антенной — расчёт характеристик антенн в специальных программах САПР. Эти программы чрезвычайно требовательны к вычислительным мощностям. На обычном бытовом компьютере далеко не все модели можно просчитать. Благодаря гранту мы приобретём 10 самых современных компьютеров с внушительным объёмом памяти и с большой скоростью.
Должен сказать, что проблема не только в том, чтобы купить новую технику. Многое оборудование, будь то станки или измерительная техника, требуют регулярного обслуживания — ремонта, поверки, калибровки. Ремонт одного прибора составляет, бывает, не одну сотню тысяч рублей… Приобретённая ранее техника скоро потребует такого обслуживания, а средств на это у нас нет.

Космическое и наземное

Кандидат технических наук Евгений КУЗЬМИН возглавляет отдел интегрированных радионавигационных систем и комплексов СКБ. В его команде всего пять человек.

— Мы занимаемся интегрированными радионавигационными системами — имеется в виду совместное использование космических и наземных навигационных систем. Скажу без ложной скромности, за год работы уже достигли хороших результатов. Например, с 40 до 60 дБ улучшили динамический диапазон цифрового корреляционного приёмника шумоподобных MSK-сигналов и значительно приблизились к цифре, которая нам нужна (80 дБ). Осмыслить эти данные «непосвящённому», наверное, сложно. Но хочу отметить, что наша разработка отмечена двумя медалями на Всероссийской выставке НТТМ.

— Насколько остро стоит проб­лема приёма сигналов на фоне внутрисистемных помех?

— Это глобальная проблема, она существует практически во всех радиоэлектронных средствах, но, скажем, в космической навигационной системе ГЛОНАСС она стоит не так остро, потому что все спутники находятся примерно на равном удалении от потребителя.
Кстати, технологией разработки приёмников ГЛОНАСС владеют сотни фирм, и СФУ лишь одна из них. А вот с точки зрения наземных и интегрированных систем счёт фирм идёт на единицы. Поэтому можно сказать, что наш вуз причастен к таким серьёзным разработкам, за которые берутся далеко не все. Это же касается и спутниковой навигации: технологией определения координат места и параметров движения также владеют сотни фирм. Но у СФУ опять же есть «эксклюзив» — угломерные измерения, которыми в мире владеют далеко не многие.

Справка
Угловые измерения позволяют определить курс, крен и дифферент объекта — самолёта, вертолёта, подвижных частей объекта. Это гораздо сложнее, чем просто определить координаты положения объекта.

Задел на перспективу

В лаборатории по разработке новых видов навигационной аппаратуры и алгоритмов обработки информации тесновато. Но место для навигационного приёмника, сконструированного студентом пятого курса Андреем ТАРАНЕНКО, — нашлось. Внешне прибор не в тренде — мобильным его не назовёшь даже с натяжкой: массивный, стационарный. Но на нём уже можно проводить опыты по приёму сигнала по системе ГЛОНАСС/GPS.

«Если всё будет нормально, мы планируем эту студенческую разработку послать на выставку научно-технического творчества молодёжи, — не без гордости сообщает М. Валиханов. — Андрей Тараненко (на фото справа) работал под руководством кандидата технических наук Александра АНДРЕЕВА, всю программную «начинку» толковый парень разработал сам. Прибор будет принимать сигналы не одной системы, а двух-трёх, причём в различных диапазонах. С мировыми стандартами тягаться сложно, но задача такая поставлена. Поверьте мне, не каждый опытный специалист способен на такое».

За два года коллективом СКБ подготовлено более 70 научных работ, в том числе 18 статей в ВАКовских журналах, получено 4 патента. Молодые конструкторы имеют свыше 50 дип­ломов и три золотые медали за участие в выставках и научных конференциях. На их счету 15 федеральных и краевых грантов.

И ещё одно перспективное направление в СКБ — медицинское. До конца нынешнего учебного года в составе СКБ планируют открыть телекоммуникационно-информационную лабораторию для дистанционной оценки состояния пациента. Например, с помощью специальных кардиомониторов врач сможет в режиме реального времени получать информацию о состоянии здоровья пациента, где бы он в этот момент ни был.

«В моём понимании, свою главную задачу СКБ выполняет на все 100 процентов! — уверен Марат Валиханов. — Мы становимся центром притяжения для молодёжи, заинтересовываем её, показываем, что наука, и в частности решение инженерных задач, — не так сложно, как кажется на первый взгляд. Ребята, когда видят реальное приложение теоретических знаний, начинают по-другому относиться к своей специальности, более уважительно, что ли…»

Вера КИРИЧЕНКО
Средняя оценка: 4.5 (проголосовало: 16)