Кафедра радиоконструирования и производства радиоапаратуры

Национальный технический университет Украины
"Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского"

Розроблення стартап-проекту

Простите, локализация данного контента отсутствует

Пристрої НВЧ діапазону для промисловості та сільського господарства

Простите, локализация данного контента отсутствует

Мікрохвильова радіометрія

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Науковий керівник: к.т.н., доц. Перегудов Сергій Миколайович

Останніми роками в різноманітних областях науки і техніки все більш застосовуються радіометричні методи, які дозволяють реєструвати електромагнітне випромінювання мікрохвильового діапазону надзвичайно низької потужності (від нановат до піковат). Найчастіше його спектр є широким (шумоподібним), як, наприклад, у нагрітих тіл, однак, може бути й вузькосмуговим. Приймання таких сигналів, визначення їх енергетичних характеристик (потужності, інтенсивності тощо) допомагає отримувати інформацію про стан об’єкту, що спостерігається, його форму, положення у прсторі та інше.

Уперше радіометричний метод був використаний Р. Дайком для реєстрації випромінювання астрономічних об’єктів. Для цього він застосував спеціально розроблений приймач – модуляційний радіометр. З часом радіометрична апаратура була суттєво вдосконалена і зараз широко використовується як в астрономії, так і в інших областях науки і техніки, зокрема, для радіотеплового зондування земної поверхні, для радіобачення в станціях радіолокації та навігації, а також в охоронних системах. Згодом радіометричні методи знайшли застосування і в біомедичній галузі: спочатку для дистанційного вимірювання температури різноманітних зон об’єктів, потім для аналізу їх стану.

Відомим німецьким фізиком Г. Фрьоліхом було обґрунтовано, що довжина хвиль власного випромінювання клітин живих організмів має порядок міліметрів, тому в біомедичних дослідженнях саме міліметровому (мм-) діапазону надається особлива увага. Власне випромінювання біооб’єктів  має шумоподібний характер, а інтенсивність його має такий же рівень, як електромагнітний фон навколишнього середовища.
Радіометричні системи мм-діапазону є сьогодні найбільш перспективними. Вони знаходять практичне використання в системах радіолокації (відеоспостереження за літаками у складних  погодних умовах), охоронних системах виявлення несанкціоновано прихованих предметів (у тому числі зброї), новітніх методах медичної діагностики і лікування та інших застосуваннях.

Ускладнення завдань, що вирішуються за допомогою радіометричних методів, потрібує вдосконалення засобів програмно-апаратної обробки результатів вимірювань і розробки інтерфейсу виведення отриманої інформації.
На кафедрі КіВРА такі роботи проводяться в лабораторії мікрохвильової радіометрії. Студенти, які проходять тут дипломну практику, знайомляться з радіометричними методами, приймають участь в наукових дослідженнях фізичних та біологічних об’єктів з використанням діючої радіометричної системи мм-діапазону, а також в роботах щодо її удосконалення.

Магістрантами кафедри у даному напрямі успішно захищені дисертації за темами:

Розробка, моделювання та дослідження мікро- та наноструктур пристроїв обробки сигналів

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Науковий керівник: д.т.н., проф. Нелін Євгеній Андрійович

Нові напрямки розвитку радіоелектронних пристроїв обробки сигналів в значній мірі пов’язані зі створенням штучних матеріалів з незвичайними електромагнітними властивостями (метаматеріалів), а також штучних структур з незвичайними характеристиками. До таких структур відносять кристалоподібні структури, спектральні властивості яких аналогічні кристалам.

Тематика магістерських дисертацій охоплює теоретичні та експериментальні дослідження різноманітних хвильових мікро- та наноструктур пристроїв обробки сигналів.

Теми магістерських дисертацій.

Попередні.

  1. Наноелектронні пристрої обробки сигналів (2015 рік захисту).
  2. Вхідні імпедансні характеристики мікро- та наноструктур пристроїв обробки сигналів (2016 рік захисту).
  3. Низькочастотні НВЧ фільтри на основі кристалоподібних неоднорідностей (2017 рік захисту).

Теми, що пропонуються.

  1. Радіотехнічні пристрої на основі лівосторонніх середовищ.
  2. Терагерцова радіоелектроніка.
  3. Моделювання мікро- та наноструктур з урахуванням втрат.
  4. Пристрої НВЧ на основі суміщених кристалоподібних неоднорідностей.
  5. Хвильова імпедансна модель біологічних середовищ.

PDF

Електромагнітна сумісність та захист інформації у надчутливих радіоелектронних системах

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Наукові керівники: д.т.н., проф. Зіньковський Юрій Францевич, к.т.н. Зінченко Максим В’ячеславович.

Напрям «Електромагнітна сумісність та захист інформації у надчутливих радіоелектронних системах» присвячений заходам запобігання витоку та спотворення конфіденційної інформації через електромагнітні та електричні канали у надчутливих радіоелектронних системах.

За цим напрямом на кафедрі КіВРА розглядаються питання захисту інформації у надчутливих радіоелектронних системах від дії електромагнітних полів і забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС) в радіохвильовому діапазоні частот від 10 КГц до 100 ГГц.

Результати досліджень направлені на зниження рівня супутнього випромінювання і зменшення розмірів «зони конфліктності» технічних засобів як джерел завад; скорочення спектру супутніх випромінювань і економніше використання частотного ресурсу шляхом рознесення в часі інтервалів роботи пристроїв.

Вирішуються завдання забезпечення ЕМС на етапі проектування технічних засобів, призначених для експлуатації в сильних електромагнітних умовах. Вивчаються особливості екранування в завданнях захисту телекомунікаційних ліній і систем від завад, викликаних зовнішніми випадковими за часом електромагнітними, електричними і магнітними полями. Проводиться аналіз чутливості електронних засобів до завадових електромагнітних полів.

Виконуються числові розрахунки динамічних систем, що дозволяють отримати стійкі хаотичні процеси. Вирішуються питання стійкості до внутрішніх шумів систем з детермінованим хаосом. Реалізується налагодження систем з детермінованими хаотичними коливаннями у НВЧ діапазоні. Унеможливлюються проблеми збоїв у демодуляції інформаційного хаотичного сигналу.

Затверджені роботи за напрямом:

  1. Аналіз електромагнітних полів розсіювачів з фрактальною геометрією в приміщеннях;
  2. Дистанційний моніторинг виробничих силових мереж;
  3. Створення Wi-Fi покриття заданої конфігурації.

Заплановані напрямки магістерських робіт:

  1. Дослідження впливу контактних завад на електромагнітну сумісність електронних засобів;
  2. Маскування широкосмугових сигналів хаотичними коливаннями;
  3. Дослідження електромагнітного випромінювання друкованих плат;
  4. Аналіз методів прогнозування електромагнітного випромінювання від електронних засобів.

PDF

Системи ближньої радіолокації. Нелінійна радіолокація

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Наукові керівники: д.т.н., проф. Зіньковський Юрій Францевич, к.т.н. Зінченко Максим В’ячеславович.

Напрям «Системи ближньої радіолокації. Нелінійна радіолокація» присвячений підвищенню ефективності використання технологій нелінійної радіолокації у виявленні, локалізації та ідентифікації об’єктів з нелінійними властивостями (наприклад, закладних пристроїв несанкціонованого доступу до інформації).

Робота на кафедрі КіВРА за цим напрямом ведеться у двох областях. Перша охоплює сертифікацію апаратури нелінійної радіолокації та покращення технічних параметрів (характеристик) нелінійних радіолокаторів (НР). Проводяться випробовування НР за багатьма показниками призначення. Порушуються проблеми підвищення надійності НР через параметри опромінюючої та приймальної систем (потужність неперервного чи імпульсного зондуючого сигналу, частота зондування, чутливість приймачів, апертури антен тощо). Досліджуються взаємні зв'язки між показниками призначення НР. Розробляються ефективні методики налаштування НР у польових умовах за допомогою імітаторів закладних пристроїв. Аналізується практичний досвід використання НР, наприклад, особливості пошуку закладних пристроїв, що перевипромінюють сигнал з флуктуючими параметрами. Виконується впровадження єдиного імітатора закладного пристрою на базі широкосмугової плоскої антени.

До другої області входить дослідження процесів поглинання, спектрального перетворення та розсіювання зондуючого сигналу нелінійними розсіювачами (НРс). Метою цих праць є розробка ефективних методів (алгоритмів) пошуку та ідентифікації НРс. Досліджується вплив рівня діючої потужності НР на спотворення характеристик напівпровідникових приладів у складі НРс. Аналізуються чинники, що погіршують надійність первинних демаскуючих ознак нелінійних розсіювачів. Ведеться робота над розробкою та впровадженням НР, що працюють за вторинними демаскуючими ознаками НРс.

Тематики магістерських робіт

Виконані роботи за напрямом:

  1. Обґрунтування нормативних показників призначення нелінійних радіолокаторів;
  2. Системний підхід у проектуванні апаратури підповерхневого зондування середовищ;
  3. Дослідження нелінійних розсіювачів на базі плоскої спіральної антени.

Заплановані напрямки магістерських робіт:

  1. Дослідження достовірності демаскуючих ознак нелінійних розсіювачів;
  2. Аналіз флуктуацій параметрів сигналу відгуку в нелінійній радіолокації;
  3. Застосування генераторів хаосу в якості імітаторів закладних пристроїв;
  4. Аналіз ефективності використання сучасних нелінійних радіолокаторів.

PDF

Апаратно-програмне забезпечення інтелектуальних пристроїв та систем

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Науковий керівник: к.т.н., доц. Дюжаєв Леонід Петрович

  1. Розроблення апаратного та програмного забезпечення для інтелектуальних пристроїв та систем на базі мікропроцесорної техніки з проектуванням відповідних інтерфейсів на системному, функціонально-логічному та схемотехнічному рівнях:
    • деталізація функцій, що виконуються пристроєм;
    • розробка принципових схем пов’язаних аналогових пристроїв;
    • вибір принципів дії і розробка АЦП та ЦАП;
    • алгоритмічна реалізація функцій, що реалізуються  за допомогою програмних засобів;
    • Програмна реалізація алгоритмів управління;
    • синтез функціональних та принципових схем цифрових пристроїв у складі мікропроцесорної системи.
  2. Методи обробки мовних сигналів
  3. Програмне забезпечення систем автоматизованого проектування.  
  4. Методи оцінювання рівнів ризику безпеки інформації.

Приклади тем магістерських робіт:

  1. Аналіз систем зчитування безконтактних карт
  2. Телевізійний приймач з цифровим інтерфейсом
  3. Технології реалізації мережної взаємодії для забезпечення захисту мережі
  4. Комплекс діагностики мережі електрифікованих залізничних ліній
  5. Графічна візуалізація в сучасних інженерних програмах
  6. Програмний засіб для визначення порівнюваних та відтворюваних оцінок рівнів ризику безпеки інформації
  7. Прилад для контролю за  статусом пристроїв, що споживають електроживлення
  8. Пульт управління для бортової апаратури навігації та посадки.
  9. Виявлення голосової активності на основі короткочасових характеристик в умовах високої зашумленості

PDF

Проектування та програмування вбудованих систем

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Науковий керівник: к.т.н. Туровський Анатолій Олександрович

Розроблення та дослідження пристроїв і систем на основі мікрокомп’ютерів, мікроконтролерів, периферійних пристроїв та інтерфейсів їх зв’язку.

Студенти заохочуються до розроблення прикладного програмного забезпечення для мікроконтролерів та систем збору і обробки даних у середовищі LabVIEW.

Студенти забезпечуються необхідною елементною базою, цікавими прикладними задачами з можливістю подальшого впровадження результатів роботи.

В основі роботи можуть бути використані мікроконтролери сімейств AVR, ARM – LPC або STM32.

Окремим напрямом для досліджень та проектів є розроблення макетів для лабораторних робіт для дисциплін «Програмування мікроконтролерів» та «Програмування вбудованих систем».

PDF

Пристрої обробки сировини потужними електромагнітними полями

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Науковий керівник: к.т.н. Туровський Анатолій Олександрович

Проектування елементів пристроїв для застосування електромагнітного поля надвисоких частот з метою обробки сировини (зерна, інших діелектричних сипучих речовин) – знезараження, сушіння, передпосівної обробки.

Роботи супроводжуються комп’ютерними (у середовищах HFSS, Microwave Studio) та експериментальними дослідженнями відповідних пристроїв та складових частин.

Проектування пристроїв живлення та систем автоматизованого керування для промислового обладнання мікрохвильового діапазону.

PDF

Пристрої для безконтактного вимірювання мікро- та нановібрацій

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка

Спеціалізація: Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки

Науковий керівник: к.т.н. Туровський Анатолій Олександрович

Дослідження та розроблення елементів пристрою для вимірювання вібрацій твердих поверхонь, що виникають під дією акустичних сигналів. Застосування ефекту відхилення відбитого лазерного променю для вимірювання відхилень поверхні (вібрацій).

PDF