Кафедра радиоконструирования и производства радиоапаратуры

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

НТК «Радіоелектроніка в XXI столітті», РТФ — 2017

Простите, локализация данного контента отсутствует

Радіоелектроніка в XXI столітті

Простите, локализация данного контента отсутствует

РТПСАС-2017

Простите, локализация данного контента отсутствует

Застосування звукової карти персонального комп’ютера у вимірюванні фізичних величин та дослідженні фізичних процесів

На кафедрі радіоконструювання та виробництва радіоапаратури (КіВРА) активно ведуться роботи з впровадження інтелектуальних інформаційних технологій в рамках спеціалізації «Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки». Вивчаються комп'ютерні технології автоматизованого проведення фізичних експериментів, в тому числі збору та обробки вимірюваних даних та керування технічними системами.

Підготовка студентів передбачає практичне використання комп'ютерних засобів у автоматизації проведення фізичних експериментів шляхом взаємодії віртуальних приладів (ВП) з відповідними апаратними засобами. Слухачами отримуються уміння створювати додатки, налагоджувати роботу драйверів зовнішніх приладів, збирати, обробляти за записувати на цифрові носії виміряні дані, створювати інтелектуальні системи автоматизованого керування технічними системами. Основний наголос робиться на типові практичні задачі, що дозволяє використовувати отримані компетенції у дипломному проектуванні та наукових дослідженнях.

(далее…)

Микроэлектроника

Простите, локализация данного контента отсутствует

Системы ближней радиолокации. Нелинейная радиолокация

Кафедра радіоконструювання та виробництва радіоапаратури (КіВРА) разом з НДЦ “ТЕЗІС” співпрацюють у дослідженні ефектів нелінійного розсіювання під час зондування НВЧ-сигналами радіоелектронної апаратури з напівпровідниковою елементною базою. Головною метою цих досліджень є поліпшення ефективності використання нелінійних радіолокаторів (НР) у сфері технічного захисту інформації.

Перевірка приміщення з метою технічного захисту інформації передбачає використання спеціальних технічних засобів: детекторів поля, аналізаторів спектру, нелінійних радіолокаторів, металошукачів, ультразвукового діагностичного обладнання тощо. Як правило, перевірку стін, підлоги і стель здійснюють з використанням нелінійного радіолокатора.

Нелінійний радіолокатор серії NR-m

Нелінійний радіолокатор

При використанні НР оператор аналізує рівні перевипромінюваних нелінійними об’єктами нових спектральних складових – другої і третьої гармонік частоти зондуючого сигналу. Відомо, що напівпровідникові прилади (мікросхеми, транзистори, діоди) мають несиметричні вольт-амперні характеристики, тому у сигналі відгуку від розсіювачів з цією елементною базою рівень другої гармоніки перевищуватиме рівень третьої на 20 … 40 дБ. У випадку корозійних сполук (розсіювачів контактного типу), що мають симетричні вольт-амперні характеристики, у спектрі сигналу відгуку за рівнем переважатиме третя гармоніка по відношенню до рівня другої. Таким чином, за співвідношенням рівнів прийнятих нелінійних продуктів сигналу відгуку здійснюється селекція нелінійних розсіювачів на закладні пристрої (що містять напівпровідникові прилади) та корозійні сполуки.

До принципу роботи нелінійного радіолокатора

До принципу роботи нелінійного радіолокатора

При здійсненні пошуку закладних пристроїв антенну систему НР направляють на досліджувану поверхню і переміщують уздовж неї. При появі тонального сигналу в головних телефонах проводять локалізацію об'єкта пошуку по максимуму рівня сигналу в головних телефонах і показаннями індикатора на пульті управління. Для цього у процесі оператор також змінює орієнтацію і положення антенної системи, варіює рівнем вихідної потужності зондуючого сигналу.

До методики пошуку закладного пристрою

Типовий приклад контакту корозійних металевих пристроїв

Нелінійний радіолокатор відноситься до систем ближньої радіолокації, оскільки працює з полями у ближній зоні. Несуча частота зондуючого сигналу більшості нелінійних радіолокаторів лежить у межах 800…1000 МГц, що дозволяє зробити максимально вузькою апертуру випромінювання і відносно низьке затухання сигналів в щільному середовищі (цегла, бетон тощо). Потужність випромінюваного моногармонічного сигналу не перевищує 1,5 Вт, а у випадку імпульсного випромінювання – 600 Вт в імпульсі. Динамічний діапазон приймачів не менше 40 дБ. Чутливість приймачів не гірше -80 … -130 дБ/Вт (при відношенні сигнал/шум 6 дБ). Коефіцієнт підсилення передавальної антени не менше 6 дБ, а прийомної антени – не менше 8 дБ. Поляризація антен кругова, коефіцієнт еліптичності не гірше 0,8. Рівень задньої пелюстки діаграми спрямованості передавальної та приймальної антени не більше мінус 15 дБ.

Перевага використання нелінійних радіолокаторів у сфері технічного захисту інформації полягає в тому, що вони здатні виявляти невипромінюючі пристрої й апаратуру, що працює на прийом.

Типовий імпульсний нелінійний радіолокатор складається з передавача зондуючого сигналу, приймачів другої і третьої гармонік, блоку обробки, блоку управління, пульта управління та індикації і блоку антен. Блок управління з'єднується з передавачем зондуючого сигналу для того, щоб задати необхідний рівень випромінюваного сигналу; з блоком обробки і приймачами другої і третьої гармонік для того, щоб синхронізувати роботу з передавачем зондуючого сигналу; з пультом управління та індикації для того, щоб відображати стан параметрів прийнятого й випромінюваного сигналів. Вихід передавача зондуючого сигналу з'єднаний зі входом блоку антен (передавальної антени) для випромінювання сигналу в напрямку об'єкта дослідження. Вихід блоку антен (прийомної антени) з'єднаний зі входами приймачів другої і третьої гармонік для прийому відбитих від обстежуваних об'єктів сигналів. Виходи приймачів другої і третьої гармонік з'єднані зі входом блоку обробки для виявлення напівпровідників і металів в об'єкті обстеження. Вихід блоку обробки підключений до входу пульта управління та індикації для відображення інформації про наявність напівпровідників і металів в об'єкті дослідження. Вихід пульта управління та індикації з'єднаний з блоком обробки для установки порогів чутливості в ньому і блоці управління для регулювання потужності випромінюваного сигналу.

Калібрування нелінійного радіолокатора на місці атестаційних досліджень здійснюється за допомогою штатного імітатора. При цьому антенна система нелінійного радіолокатора напрямлена у бік імітатора на відстані 0,5..0,6 м (на цій же відстані здійснюється і пошук закладних пристроїв). У головних телефонах прослуховується тональний сигнал, а на пульті відображається рівень другої і третьої гармонік прийнятого сигналу. Поступове видалення імітатора із зони зондування при незмінному положенні антенної системи приладу призводить до зменшення звукового сигналу в головних телефонах і поступового зменшення рівня сигналу-відгуку.

Калібрування пристрою за допомогою штатного імітатора

Недоліками сучасних нелінійних радіолокаторів є відсутність можливості визначення різновиду електронного пристрою, а також висока чутливість до штучних завад, які характерні для місць розміщення закладного пристрою.

На кафедрі КіВРА під керівництвом д.т.н., проф. Зіньковського Юрія Францевича продовжуються науково-дослідні роботи по поліпшенню ефективності використання нелінійних радіолокаторів у сфері технічного захисту інформації. По цій тематиці вже захищена кандидатська дисертація доц. Зінченка Максима В’ячеславовича. Є чимало перспективних напрацювань молодого науковця з Соціалістичної Республіки В’єтнам аспіранта кафедри КіВРА Во Зуй Фука.

PDF-варіант статті!

Автор:

Техническая защита информации. Электромагнитная совместимость.

Інформація міститься в параметрах сигналів, які по фізичній природі можуть бути електромагнітними, механічними та іншими видами коливань (хвиль). Для ефективного технічного захисту інформації важливим є уявлення про технічні канали витоку інформації (ТКВІ).

Технічний канал витоку інформації – сукупність об’єкту розвідки, технічного засобу розвідки (за допомогою якого добувається інформація про цей об’єкт) і фізичного середовища, в якому поширюється інформаційний сигнал. Технічні засоби, безпосередньо обробляючі конфіденційну (зашифровану) інформацію, називаються технічними засобами прийому, обробки, зберігання і передачі інформації (ТЗПІ). До таких засобів відносяться: електронно-обчислювальна техніка, режимні АТС, системи оперативно-командного і гучномовного зв’язку, системи звукопідсилення, звукового супроводу і звукозапису і т.п.

Під об’єктами ТЗПІ розуміють такі виділені (в основному екрановані) приміщення, в яких проводяться закриті заходи. Поряд з ТЗПІ в приміщеннях встановлюються технічні системи, що не беруть участі в обробці зашифрованої інформації, але використовуються спільно з ТЗПІ та знаходяться в зоні електромагнітного поля (що створюється ними). Такі системи називаються допоміжними засобами і системами (ДТЗС).

До електромагнітних ТКВІ відносяться: перехоплення побічних електромагнітних випромінювань (ЕМВ) елементів ТЗПІ і ДТЗС та перехоплення інформації шляхом високочастотного опромінення ТЗПІ й ін.

Одним з ефективних рішень для технічного захисту інформації від електромагнітних ТКВІ та забезпечення електромагнітної сумісності самої радіоелектронної апаратури є екранування приміщень. Тому основними завданнями, що вирішуються екрануванням приміщень є:

  • захист конфіденційної інформації від витоку або втрати по наведеним електромагнітним полям;
  • захист електронно-обчислювальної техніки від зовнішньої деструктивної дії природного або штучного характеру (в т.ч. від розрядів блискавки).

Розглянемо детальніше основи екранування приміщень. Електромагнітне поле в повітряному середовищі (у вакуумі) характеризується вектором напруженості електричного поля (Е) і магнітною індукцією (В) або напруженістю магнітного поля (Н). Важлива особливість електромагнітного поля (ЕМП) – ділення його на так звані «ближню зону» і «далеку зону».

Далека зона – це зона випромінювання яка знаходиться від джерела електромагнітних коливань на відстані, істотно більшій довжини хвилі електромагнітних коливань. Ця зона випромінювання характеризується сформованою електромагнітною хвилею з відповідним співвідношенням між компонентами електричного поля (Е) і магнітного поля (Н).

Ближня зона – це зона безпосередньо у джерела електромагнітних коливань на відстані, меншій довжини хвилі електромагнітних коливань. У ній електромагнітна хвиля ще не сформована. У ближній зоні немає певного співвідношення між компонентами електричного і магнітного поля.

Співвідношення між ними безпосередньо залежить від фізичної природи джерела електромагнітного поля, від виду випромінювача, від його конструктивних особливостей. У теорії та практиці поширення радіохвиль існує також поняття «зона інтерференції». Зона інтерференції виникає у разі, коли сформована електромагнітна хвиля від джерела ЕМП приходить в яку-небудь точку простору декількома шляхами.

Наприклад, для діапазонів частот 10 – 30 кГц, 30 кГц – 3 Мгц, основними джерелами ЕМП є: портативні комп’ютери, ноутбуки, монітори з «плоскими» екранами, принтери, сучасна офісна і освітлювальна апаратура, сучасне технологічне устаткування, що має імпульсні джерела живлення та ін. Для радіоелектронних засобів існують норми електромагнітної безпеки (ЕМБ) і норми електромагнітної сумісності (ЕМС). Норми ЕМС регламентують вітчизняні стандарти (гармонізовані з міжнародними) з електромагнітної сумісності.

В процесі атестації технічних засобів і приміщень перед виконанням вимірів має бути отримана інформація про: тип існуючого поля (випромінювання), частоту і діапазон частот, характеристики імпульсів, просторовий розподіл. Оскільки норми залежать від діапазону частот, від характеру випромінювання (імпульсне або синусоїдальне) та від того, якими антенами (стаціонарної орієнтації, або з просторовим скануванням) створюються ці електромагнітні випромінювання.

Складнощі вимірів параметрів ЕМП можуть полягати в тому, що для багатьох приладів необхідно забезпечити в процесі виміру певну орієнтацію елементів-перетворювачів антени приладу відносно напряму на джерело електромагнітного поля (випромінювання).

Прилад з однокомпонентними перетворювачами антени, при вимірі потрібна певна орієнтація антени на джерело ЕМП

Однокомпонентний перетворювач

Прилад з багатокомпонентними перетворювачами (ізотропна антена)

Багатокомпонентний перетворювач

 

Наявність в атестаційному приладі ізотропної антени істотно підвищує достовірність і точність вимірів порівняно з приладами, в яких використовується принцип послідовного виміру трьох просторових координат поля.

У цілому, екранування приміщень потрібне з метою: віддзеркалення, локалізації, поглинання та зміни структури ЕМП.

Для постійного магнітного поля здійснюється екранування замкнутими екранами з матеріалів, що легко намагнічуються. При цьому силові лінії магнітного поля замикаються усередині екрану, тим самим відбувається локалізація магнітного поля в екрані без істотного поширення зовні. Наявність заземлення (або його поліпшення) ніколи не призводить до зниження магнітних полів, а частіше, навпаки – до зворотного ефекту.

Для постійного електричного поля здійснюється екранування гарно провідними заземленими екранами (екранами з матеріалів з низьким опором). Механізм захисту полягає в тому, що силові лінії електричного поля локалізуються на поверхні екрану. Наявність заземлення (або його поліпшення) завжди призводить до зниження електричних полів.

Конструкція сучасних екранованих приміщень заснована на принципі «клітки Фарадея», що є замкнутою металевою конструкцією.

Принципи підбору матеріалу та оптимального способу його з’єднання для створення екранованого приміщення передбачають використання сталевої сітки (має низькі показники екранування і малу корозійну стійкість), фольги (не володіє магнітними властивостями), оцинкованого листа (з’єднується з використанням різнорідних матеріалів, у зв’язку з чим металоконструкція сильно схильна до корозії), сталевого листа – найзручніший і надійніший матеріал для екранованих приміщень.

До можливих способів з’єднання елементів екрану відносяться: паяння (з’єднання з використанням різнорідних матеріалів), механічне з’єднання на заклепках (низька корозійна стійкість), електрозварювання в середовищі захисного газу (забезпечує однорідне і конструктивно міцне з’єднання металів).

Етапи створення екранованих приміщень

Елементами конструкції екранованих приміщень є: зміцнюючий каркас, електромагнітний екран, екрануючі двері з не окиснюваним пружним електромагнітним ущільненням, фільтри для введення ліній електроживлення, фільтри для кабелів СКС та інших слабкострумових комунікацій, фільтри повітропроводів, екрановане введення фреонопроводів кондиціонерів і трубопроводів пожежогасіння, внутрішня обробка екранованих приміщень діелектричними матеріалами, заземлення екрану.

Як правило, завершальним етапом робіт по введенню в експлуатацію екранованих приміщень є приладова перевірка ефективності екранування (атестація).

Автор:

PDF-варіант публікації.

Электромагнитные технологии обработки зерна

Протягом понад десяти років на кафедрі радіоконструювання та виробництва радіоапаратури під керівництвом доц. Сидорука Ю.К. ведуться дослідження в області застосування потужних електромагнітного та електричного полів для оброблення різних речовин.

Першою розробкою у вказаному напрямі був так званий реактор для дезінфекції мулів – продуктів очищення побутових стоків – за допомогою електромагнітного випромінювання надвисоких частот (2,45 ГГц). Конструкція реактора сформована розташованими концентрично навколо труби із оброблюваною сировиною рупорних випромінювачів електромагнітної енергії.

Реактор для дезінфекції мулів

 Кожен випромінювач містить у своєму складі магнетрон і блок живлення

 Блок живлення випромінювача

Подальшого розвитку розроблена технологія обробки матеріалів електромагнітним випромінюванням набула у розробленні пристроїв для обробки енергією електромагнітного поля сипучих матеріалів, зокрема зерна.

Як показали численні дослідження, електромагнітна енергія має цілий ряд корисних властивостей з точки зору опромінення біологічних матеріалів, що дуже давно використовується у медицині. Зокрема опромінення насіння перед посівом сприяє підвищенню енергії проростання, завдяки чому рослини сходять швидше, розвиваються активніше, проявляючи вищу стійкість до хвороб і шкідників. Крім того, опромінення електромагнітним полем має дезінфікуючу дію, пригнічуючи та знищуючи наявні грибки, бактерії та комахи, забезпечуючи це без внесення жодних хімікатів, що надто актуально у наш час.

Значні переваги забезпечує сушіння сипучих матеріалів енергією електромагнітного поля надвисоких частот. Завдяки тому, що електромагнітні хвилі проникають у середину кожної частки сировини, нагріваючи її зсередини, причому нагрівання відбувається тим інтенсивніше, що більша її вологість, то виділення вологи відбувається значно інтенсивніше за рахунок підвищення внутрішнього тиску пари; особливо це актуально для твердооболонкових зерен (кукурудза, бобові).

Проведення польових і лабораторних дослідів показало, що передпосівна обробка полем НВЧ забезпечує приріст урожаю злакових на 18–26%, картоплі – на 18–20%. Стимулювання таким чином насіння інших овочів забезпечувало приріст збору урожаю на 18–60%.

Основні роботи і дослідження стосовно описаної тематики виконуються на кафедрі у напрямі розроблення нових пристроїв для забезпечення обробки діелектричних сипучих матеріалів електричним полем високої напруги високої частоти (>200кВ/м, 10–80 МГц) та електромагнітним полем надвисокої частоти (2,45 ГГц). Особливість розроблених пристроїв, що відрізняє їх від інших, полягає у підвищенні коефіцієнта корисної дії та рівномірності обробки сировини, які реалізуються завдяки конструктивним рішенням, що забезпечують багатократне повторне проходження хвиль крізь об’єм сировини.

З-поміж розроблених прототипів пристроїв можна виділити конструкції з осьовою вертикальною та горизонтально-конвеєрною структурую.

Перший тип конструктивного підходу базується на осьовій симетричності пристрою опромінення сировини полем НВЧ. Камера взаємодії сировини з полем має вигляд циліндричної діелектричної труби, по якій рухається потік зерноподібного матеріалу, а навколо труби розміщені опромінювачі, виконані у вигляді решіток елементарних щілинних, вібраторних чи рупорних антен, які живляться від джерел електромагнітної енергії – магнетронів.

 

Другий підхід передбачає переміщення зерна на плоскому конвеєрі, над яким розташовані такі ж самі, як у першому підході, опромінювачі.

 

Пристрої обробки сировини полем НВЧ мають модульну будову, завдяки чому на основі окремих модулів потужністю 10–20кВт можуть складатися системи продуктивністю обробки зерна понад 100тон/год з неперервним режимом роботи.

Окрім застосування енергії НВЧ коливань також ведуться дослідження в області промислового застосування високочастотного електричного поля з метою дезінсекції зерна. Відповідно до експериментальних даних електричне поле частотою 20–80МГц забезпечує інтенсивнішу дію на живі організми (комахи, грибки, бактерію) і забезпечує корисний ефект при менших енергетичних затратах, порівняно із електромагнітною технологією, при цьому піддаючи сировину меншому тепловому навантаженню.

Одним із пристроїв, що втілює технологію обробки зерна полем високої частоти, є циліндричний реактор, в середині якого переміщується зерно, а на боковій поверхні вздовж його осі розташовані електроди, підключені до джерела високої напруги високої частоти. Фаза живлення кожного електрода зміщена на величину його кутового розташування навколо осі структури, завдяки чому вектор напруженості електричного поля у об’ємі зерна постійно обертається з частотою напруги живлення, і внаслідок процесів поляризації і струмів провідності відбувається нагрів сировини таким чином, що зерно, маючи нижчу вологість, ніж шкідники, нагрівається менше, що забезпечує вибірковий нагрів живих організмів і їх знищення.

Автор:

Устройства ультразвукового распыления жидкости в системах мехатроники

Багато галузей виробництва вимагають впровадження високоефективних засобів отримання дрібнодисперсного аерозолю. Перш за все, це хімічне виробництво, радіоелектронна промисловість, теплоенергетика, машино- та приладобудування, харчова промисловість, медицина та сільське господарство. Усі ці галузі базуються на використанні широкого ряду технологічних процесів, ефективність яких в значній мірі залежить від параметрів рідинного аерозолю та, ОСОБЛИВО, можливості керування ними, що саме стало задачею для радіотехнічного факультету.

Існують такі відомі способи розпилення рідини, як гідравлічний, пневматичний, механічний, електростатичний, пульсаційний, з попереднім газонасиченням та акустичний

І з них тільки акустичний спосіб розпилення дозволяє отримати більш дрібнодисперсний аерозоль при високому рівні монодисперсності.  Зазвичай цей спосіб використовує ультразвуковий діапазон коливань. Акустична енергія підводиться до границі розділу газового і рідинного середовищ. Підведення можливе з боку рідини та з боку газу. У випадку підведення ультразвукових коливань з боку рідини можливе розпилення в фонтані та в тонкому шарі.

Розпилення рідини у фонтані здійснюється за рахунок введення в рідину високочастотних (1…3 МГц) ультразвукових коливань. Досягнення необхідного рівня інтенсивності ультразвукових коливань відбувається завдяки застосуванню акустичних фокусуючих систем, що забезпечують концентрацію ультразвукової енергії в точці поблизу поверхні розділу двох середовищ – рідини та газу. В якості фокусуючих систем зазвичай використовують п’єзоелементи  полусферичної форми або збиральні акустичні лінзи, під якими встановлюють звичайні плоскі п’єзокерамічні елементи.

За рахунок інтенсивних кавітаційних процесів поблизу фокальної точки з об’єму рідини вириваються струмені та великі за розмірами краплі, на поверхні яких утворюються стоячі капілярні хвилі. При втраті стійкості з гребенів капілярних хвиль зриваються близькі до монодисперсних маленькі краплі аерозолю. Великі краплі, які не встигли диспергуватися, системою відбивачів повертаються назад до об’єму рідини. Дисперсність цього способу розпилення знаходиться у діапазоні 0,5…5 мкм.

Ультразвукове розпилення рідини в фонтані

Розпилення рідини в тонкому шарі, відбувається за рахунок введення ультразвукових коливань в тонкий шар рідини, що призводить до виникнення, так званого, кавітаційно-хвильового механізму розпилення. Реалізація цього способу відбувається за допомогою спеціальних ультразвукових диспергаторів, в яких за рахунок застосування трансформаторів коливальної швидкості забезпечується досягнення необхідної амплітуди коливань, при якій досягається руйнування капілярних хвиль на поверхні шару рідини.  

Ультразвукове розпилення рідини в тонкому шарі

Ультразвукові диспергатори з системами керування

Ультразвуковий диспергатор

Ультразвуковий диспергатор

При цьому способі розпилення отримується аерозолю з дисперсністю в межах 5…20 мкм, що дозволяє за рахунок конфігурації поверхні розпилення забезпечити необхідну форму аерозольного факелу. Кавітаційний принцип отримання аерозолю в ультразвукових диспергаторах забезпечує постійне очищення каналів підводу рідини, що зменшує вимоги до попереднього очищення рідини.

Ультразвуковий спосіб розпилення актуально використовувати в сучасних автоматизованих мехатронних системах, оскільки саме ним забезпечується необхідна дисперсність, продуктивність, форма аерозольного факелу та, саме головне, швидкодія електронного керування.

Автор:

Время печатать платы на принтере

Виробники роблять реальністю електроніку, надруковану на 3D-принтері навіть для конструкцій зі складними багатошаровими платами. Відходять у минуле часи, коли прототипи електронних пристроїв виконувались на макетних платах із сіткою зовнішніх провідників. Все частіше виникають ідеї електронних пристроїв, створених на основі плат, виготовлених настільними приладами, на зразок струменевих 3D-принтерів. І мова йде не лише про забезпечення потреб руху мейкерів і любителів для їх власних проектів. На ринку, а надто в процесі проектування, уже існують при-лади здатні виробляти складні багатошарові друковані плати. За словами виробників навіть тонкоплівкові транзистори та діоди можуть бути виготовлені за до-помогою представлених на ринку 3D принтерів.

Як стверджують менеджери Nano Dimension оголшений до випуску у наступному році прилад The Dragonfly 2020 зможе друкувати багатошарові друковані плати

Для прикладу, пристрій, що має назву Squink використовує дві осі позиціонування – одна для переміщення друкуючої головки та інша для платформи з платою. При цьому одна головка призначена як для друку плати, так і для встановлення SMD-елементів.

Цікаво, що не схоже, щоб хтось із флагмані в області 3D-друку голосно заявляв про початок «друкованої» електроніки. Жоден досі не заявив про вихід продукції у цій області.

Тим не менше, ринок друкованої електроніки є відносно мізерним, і за словами Джона Харропа, директора IDTechEx (фірма з дослідження ринку), зараз він ледве сягає 20 мільйонів доларів – трохи більше, ніж «Ню Йоркські Янкі» заплатили нападаючому Олексу Родрігесу за гру у бейсбол у 2015-му. Харроп також стверджує, що ця сума (розмір ринку) у найближче десятиліття зросте щонайменше до мільярда доларів. Для прикладу, надрукована електроніка є ідеальним рішенням для багатьох проблем на активно зростаючому ринку носимих технологій і структурної електроніки. На проекті Kickstarter можна знайти чимало заголовків стосовно друкованої електроніки, які пов’язані з такими компаніями як AgIC, Voltera, Cartesian Co. і BotFactory, у яких цей напрям розвивається силами любителів або окремих інженерів.

Більшість представлених на КікСтартері проектів побудовані на основі звичайних друкуючих головок, що наносить чорнило, яке може володіти власти-востями провідника або діелектрика. Після нанесення чорнило потребує процесу термічного задублювання, внаслідок якого воно затвердіває і набуває необхідної механічної міцності, і зазвичай виконується на самому ж принтері. Швидкість друку для багатьох приладів забезпечує друк невеличкої плати за 15хв, для ствердіння ж провідників потрібно ще близько пів години.

Уже зараз компанія Agic пропонує спеціалізовані картриджі для струменевих принтерів, які забезпечують друк струмопровідними чорнилами; для друку потрібен спеціальний папір.

Принтер компанії Voltera O-One забезпечує друк провідників шириною 0,2мм, при необхідності замінюючи картридж на інший для нанесення діелектрика. Друкуючи пошарово шари із провідниками і шари з діелектриком отримуються багатошарові плати з міжшаровими переходами у необхідних місцях. Ціна такого приладу складає близько $2000.

Дещо інший підхід втілений компанією BotFactory у їхньому приладі Squink PCB. Після друку шару провідників і діелектрика Squink наносить точки з провідникового клею у кожній контактній площинці, де буде встановлено електронний компонент. Використовуючи вбудовані інструменти виконується розставлення елементів схеми, після чого виконується 15-хв нагрівання для фіксації клею. При-лад потребує близько 30хв для виготовлення провідникового рисунку і розставлення компонентів на платі розмірами 100×100мм. Тестування показали придатність таких плат для реалізації функціональних вузлів, що працюють на частотах до 400Мгц; на вищих частотах проявляються проблеми, пов’язані з нерівномірні-стю ширини провідників. Прилад на разі забезпечує лише одношаровий друк без виконання перехідних отворів. Ціна приладу близько $3000.

У компанії Nano Dimension анонсували свій прилад Dragonfly 2020, який дасть змогу друкувати багатошарові плати з кількістю шарів понад 10 і шириною до 0,1мм на платі з габаритами 200×200мм. Використання технології друку плат дозволяє створювати плівкові елементи товщиною у кілька мікрометрів, даючи змогу створювати плівкові конденсатори безпосередньо у друкованій платі. Ви-пуск приладу очікується у другій половині 2016 року за ціною близько $50000.

Кардинально інший підхід до створення друкованої електроніки використано у Optomec. Більшість інших розробників використовують відомі друкарські головки, для яких використовують власні чорнила для забезпечення друку плати. Компанія розробила власний картридж на основі технології Aerosol Jet, які забезпечують використання різноманітних чорнил, представлених іншими фірмами. Картриджі забезпечують друк елементів розмірами від 10×10мкм товщиною, що вимірюється у нанометрах, при тому, що та сама друкарська головка може створювати елементи шириною кілька міліметрів і товщиною кілька мікрометрів. Особливість технології полягає у попередньому розпорошенні «чорнила», після чого воно випорскується, і навколо нього створюється потік інертного газу, що одночасно і прискорює розпилене чорнило, і забезпечує його фокусування, забезпечуючи діаметр потоку до 10мкм.

Потенційним застосуванням технології Aerosol Jet є друк тонкоплівкових електронних компонентів, зокрема навіть транзисторів

 

Перевагою процесу є і його екологічність, оскільки для реалізації не потрібне нанесення нікелю і міді на підкладинку, що вимагається традиційними технологіями.

Технологія орієнтована виключно на великосерійні виробництва, тому не дивно, що вартість системи становить понад $150000.

За матеріалами журналу Design World, November, 2015

Переклад:

РТПСАС-2016

Шановний колего!

Запрошуємо Вас взяти участь у Міжнародній науково-технічній конференції «Радіотехнічні поля, сигнали, апарати та системи», що проводиться в режимі on-line з 14 до 20 березня 2016 року. Матеріали конференції розміщуються на сайті, автори отримують доступ до дискусійного поля для проведення обговорення представлених доповідей у режимі питання/відповідь. Тези доповідей видаються окремим збірником, який розповсюджується як в електронному так і в друкованому варіанті.

Більш докладно про конференцію

Участие кафедры в межотраслевых научных исследованиях

Більшість винаходів, що вплинули на життя людства, вимагали концентрації зусиль фахівців з різних галузей науки і техніки. Саме поєднання їх знань дає змогу створювати  сучасну радіоелектронну апаратуру, яка увійшла у всі сфери сучасного життя: від засобів зв’язку, до систем автоматичного керування турбінами електростанцій, слухових стовбуромозкових імплантів, систем «розумний дім» і т.д. Тому, найбільш перспективними є дослідження, тематика яких перебуває на межі різних наукових напрямків.  Так, на кафедрі радіоконструювання та виробництва радіоапаратури проводяться дослідження, пов’язані з розробкою механотронних (мехатронних) систем.  Мехатроніка — галузь науки і техніки, заснована на синергетичному поєднанні вузлів точної механіки з радіоелектронними і комп’ютерними компонентами, що забезпечують створення якісно нових модулів, систем і машин з інтелектуальним управлінням.

Прикладом таких систем є система контролю і керування новим типом позиційного пнемо-гідравлічного привода, винайденого колегами з ММІ, яка розроблялась для дослідження можливостей привода і з метою подальшого застосування при впровадженні привода. Система дозволяє вимірювати гідравлічний тиск в камерах привода, визначати положення плунжера і положення робочого органу, а також керувати приводом по заданій програмі.

 Система керування

Ще одним прикладом мехатронних систем, над розробкою і дослідженням яких працюють на кафедрі, є системи з керованою акустичною кавітацією. Акустична кавітація — процес утворення та захлопування паро-газових бульбашок в рідині під дією акустичних хвиль. Вона є перспективним методом інтенсифікації технологічних процесів, дає змогу пришвидшити або надати нових якостей багатьом технологічним процесам: розділенню неоднорідних сумішей (флотація, фільтрування, екстрагування), утворенню неоднорідних систем (диспергування, отримання емульсій), звукохімічним реакціям, очищенню твердих поверхонь від стійких забруднень, отримання наноматеріалів та ін. На шляху розробки систем з керованою кавітацією вирішується ряд задач: пошук методів вимірювання інтенсивності кавітації, способів керування кавітацією, розглядаються проблеми розробки пристроїв збудження кавітації (кавітаторів) та генераторів для них. Звичайно, що ці задачі вирішуються спільно з колегами з інших кафедр та факультетів, зокрема каф. РОС (РТФ) та каф. ПГМіМ (ММІ).

  

Експериментальний стенд по дослідженню кавітаційної області в трубі

  

Експериментальний стенд по дослідженню проточного кавітатора

За роботу по розробці проточного кавітатора з високою інтенсивністю ультразвуку для обробки рідких середовищ ст. викл. кафедри радіоконструювання Новосад А.А. та доц. каф. ПГМіМ (ММІ) Гришко І.А. були удостоєні премії Президента України для молодих вчених у 2014 році.

 Випробування проточного трубчастого кавітатора

Випробування проточного трубчастого кавітатора

Ще одним перспективним застосуванням ультразвуку є застосування в комплексі з електрохімічними процесами. Так, проводяться дослідження дії ультразвуку на процеси накипоутворення та корозії металів. Супутніми проблемами є питання вимірювання швидкості корозії. Дослідження в цих напрямках проводяться спільно з колегами з ХТФ

 Дослідження впливу ультразвуку на фізико-хімічні процеси в пластинчатому теплообміннику

Дослідження впливу ультразвуку на фізико-хімічні процеси в пластинчатому теплообміннику

Також викликають інтерес дослідження кавітаційних способів визначення кількості води в авіаційному паливі. Дана задача є актуальною, оскільки не існує швидких методів, що дозволяли б визначати кількість води в паливі з високою точністю. Ці дослідження проводились спільно з науковцями каф. гідрогазових систем НАУ

  

Експериментальний стенд для дослідження гідродинамічної кавітації

Узагальнивши, хотілося б ще раз підкреслити, що співпаця фахівців з різних галузей дає цікаві і корисні результати. Тому, варто активно висвітлювати свою наукову діяльність. Кого зацікавила тематика наведених вище досліджень — запрошуємо до співпраці.

Автор:

Математические модели физических процессов в радиоэлектронных аппаратах

Полное название: Математические модели физических процессов в радиоэлектронных аппаратах (РЭА) как системы стохастических дифференциальных уравнений, отражающих основные формы процессов преобразования энергии

Научный руководитель:

Цель, назначение, актуальность:

Создание конструкций РЭА с функциональными характеристиками, оптимальными в условиях применения

Основная научно-техническая идея:

Функциональные характеристики РЭА должны рассматриваться как вероятностные величины, а в процессе проектирования их получают как множество вероятностных функций, с которой необходимо выбрать вариант, параметры которого наилучшим образом соответствуют заданным.

Устройства обработки сигналов на основе электромагнитной кристаллических неоднородностей сложной формы

Тема семинара: Отчет первого года обучения в аспирантуре НТУУ «КПИ». Тема: Устройства обработки сигналов на основе електромагнитнокристаличних неоднородностей сложной формы

Дата семинара: 5.11.2014

Докладчик: Биденко Павел Сергеевич

Научный руководитель: проф. Нелин Е. А.

Задачи исследования:  

Уменьшение габаритов ЕК-структур путем повторного использования волновых областей.

Реализация микрополосковых квазизосереджених реактивностей на основе ЭК-неоднородностей с существенно большими параметрами по сравнению с традиционными

Разработка технических решений устройств обработки сигналов на основе сложных ЕК-неоднородностей

Основная научно-техническая идея заключается в создании миниатюрных устройств обработки сигналов на основе ЭК-неоднородностей сложной формы.

Подробнее…

 

Устройства формирования электромагнитного поля для облучения сыпучих материалов

Тема семинара: Предварительная защита диссертации на тему «Устройства формирования электромагнитного поля для облучения сыпучих материалов»

Дата семинара: 26.11.2014

Докладчик: Туровский Анатолий Александрович

Научный руководитель: проф. Зиньковский Ю.Ф.

Консультант: доц. Сидорук Ю. К.

Аннотация

Диссертация посвящена разработке методов формирования электромагнитного поля СВЧ для построения устройств облучения диэлектрических сыпучих материалов электромагнитным полем сверхвысоких частот обеспечивают равномерную обработку сырья и высокую эффективность поглощения энергии поля. Предложено и разработаны методы формирования поля в камере обработки ДСМ на основе многократного прохождения волн с обеспечением поляризационно-фазовых условий их безинтерференцийного наложения, отличающийся высокой энергоэффективностью и равномерностью поля.

Для расчета прохождения электромагнитных волн в камеру обработки разработана методика определения коэффициентов отражения и прохождения волн при падении под N углом на поляризационно-выборочную поверхность и на границу раздела двух сред, отделяет рабочую камеру от внешней среды. С целью повышения эффективности устройства предложено использовать диэлектрическую согласительную стенку в сочетании с поляризационным зеркалом для уменьшения отражения энергии от внешней стенки камеры обработки.

Выполнен анализ составляющих элементов рабочей камеры — поляризационных зеркал и трансполяризацийних отражателей (роторефлекторив), для которых получены аналитические выражения для расчета отраженного поля и разработаны модели для их численного компьютерного моделирования.

Разработанная методика проектирования оптимального варианта излучателя, созданной волноводно-щелевой решеткой, на основе задачи выполнения условий, реализована в виде рекурсивного алгоритма. Предложено элементы излучения представить в виде эквивалентных схем теории цепей. Выполнен анализ распределения поля перед решеткой, по которому определено оптимальное расстояние от излучателя до обрабатываемого сырья.

Моделированием в среде HFSS определено распределение поля в двух типах камер обработки с сырьем, выполненных на основе зустричнорефлекторнои и роторефлекторнои моделей при облучении восемью и двенадцатью Облучательные решетками; при этом обеспечена коэффициент неравномерности распределения плотности энергии по сечению камеры обработки не более 5%.

Подробнее…

 

Международная научно-техническая конференция «Радиотехнические поля, сигналы, аппараты и системы»

Основателем и организатором Международной научно-технической конференции "Радиотехнические поля, сигналы, аппараты и системы" является радиотехнический факультет Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт" (РТФ НТУУ "КПИ"), который организует ее проведение и публикацию соответствующих материалов.

Конференция проводится один раз в год.

Языки конференции — украинский, английский, русский.

Участниками конференции могут быть граждане Украины и других стран представили оформлены согласно действующим правилам материалы, которые отвечают программным целям конференции и оплатили организационный взнос в установленном организаторами конференции порядке.

По рекомендации программного комитета конференции и желанием авторов представлены результаты научных исследований могут быть опубликованы в сборнике научных трудов "Вестник Национального технического университета Украины" Киевский политехнический институт ". Серия — Радиотехника. Радиоаппаратостроение" — специализированное издание в области технических наук.

Цель конференции:

Больше информации можно получить на сайте конференции: conf.rtf.kpi.ua

Фундаментальные научные исследования

Создание теоретических основ аподизованих кристаллоподобные структур устройств обработки сигналов

(Руководитель Е. А. Нелин, 2014)

Создан физико-математические модели сложных барьерных структур, в том числе кристаллоподобные, на основе предложенного обобщенного импедансного подхода к моделированию волновых структур, предложенной и разработанной модели импедансных дельта-неоднородностей для однофазных и двухфазных кристаллоподобные структур, предложенной и разработанной модели входных импедансных характеристик для микро- и наноструктур, развитию теории неоднородных линий передачи с пространственной зависимостью волнового импеданса. Моделирование типовых барьерных структур с помощью обобщенной импедансной модели позволило выявить важные для практических применений физико-технические особенности таких структур.

По результатам работы защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: Адаменко Ю. Ф. Тема диссертации «Устройства фильтрации на основе аподизованих электромагнитных кристаллов», защищенная в спецсовете в мае 2014 По результатам работы разработаны и внедрены новый лекционный курс и новый цикл лабораторных работ по дисциплине «Проектирование микросистемной техники и интеллектуальных технологий радиоэлектронной аппаратуры» на радиотехническом факультете.

Опубликовано 5 статей, в том числе 2 с участием студентов, сделано 2 доклада на международных конференциях, подана заявка на патент на полезную модель. К выполнению работы привлекалось 14 студентов. По результатам научных исследований студентами защищено 4 магистерские диссертации, 3 дипломных проектах специалистов, 4 дипломных проектах бакалавров.

Научно-исследовательские работы

Исследование медико-инженерных принципов создания информационных медико-диагностических систем миллиметрового диапазона

(Руководитель Я. В. Савенко, 2013-2014).

В результате выполнения научно-исследовательской работы изучено современное состояние клинической диагностики патологий организма человека на микроуровне, в частности томографической диагностики онкологических заболеваний, патологий головного мозга, и сердечно-сосудистых патологий организма человека.

На основе анализа последних результатов клинической диагностики методами компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии и позитронно-эмиссионной томографии определены их преимущества и недостатки для получения визуальных моделей биологических объектов, что позволит обосновать методологию создания визуальных моделей биологических объектов организма человека в норме и патологии с применением излучения миллиметрового диапазона.

В результате исследования визуальных моделей биологических объектов по результатам клинической диагностики, предложено применение миллиметрового излучения, повышает информативность моделей из динамическую микро и нанолокализацию нормальных и патологических областей, что позволит проводить более эффективную комплексную функционально-структурную диагностику организма человека на клеточном и молекулярном уровнях.

По результатам работы разработаны и внедрены новый лекционный курс и новый цикл лабораторных работ по дисциплине «Методы и аппаратура биомедицинских исследований» на радиотехническом факультете.

Опубликовано 7 статей, в том числе 3 с участием студентов, сделано 2 доклада на международных конференциях, в том числе — 1 доклад на зарубежном симпозиуме.

К выполнению работы привлекалось 7 студентов. По результатам научных исследований студентами защищено 4 магистерские диссертации, 1 дипломный проект специалиста, 2 дипломных проектах бакалавров.

Разработка высокоэффективного устройства для электромагнитного облучения зерновых материалов

(Руководитель Ю. Ф. Зиньковский, 2013-2014).

В работе предложен метод построения рабочей камеры устройства для облучения диэлектрических сыпучих материалов, предусматривающий многократное прохождение электромагнитной волны сквозь объем с обрабатываемой сырьем. На основе предложенного метода разработаны оригинальные модели конструкций рабочих камер, его реализуют, которые позволяют повысить равномерность распределения поля в камере обработки, а, соответственно, и равномерность облучения сыпучего материала. Выполнено аналитическое, численное и экспериментальное исследование элементов, входящих в состав рабочих камер — поляризационно-выборочные, трансполяризацийни отражатели и линейные волноводные излучатели, результаты которых могут использоваться для построения устройств облучения диэлектрических сыпучих материалов электромагнитным полем СВЧ.

По результатам работы подготовлено диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук: Туровский А.А. Тема диссертации «Устройства формирования распределения электромагнитного поля для облучения диэлектрических сыпучих материалов», защищена в спецсовете в мае 2014

Опубликовано 5 статей, сделано 7 докладов на международных конференциях, получено 2 патента и подано 1 заявку на патент.

Исследование процессов взаимодействия лазерного излучения с биологическими биообъектами для диагностики онкологических заболеваний

(Руководитель М. Ф. Богомолов, 2014-2014 рр)

Разработанный лабораторный стенд для диагностики заболеваний крови, с помощью которого можно снимать спекл — интерференционные картины с последующей их математической и компьютерной обработкой. Снято несколько спекл — интерференционных картин препарат эритроцитов крови человека, проведена компьютерная обработка. Данная разработка позволяет своевременно и быстро диагностировать заболевания крови человека с возможностью передачи информации о состоянии пациента в автоматическом режиме.

По результатам работы разработаны и внедрены новые лекционные курс по дисциплинам: «Биофизика», «биофотонике», «Методы и аппаратура биомедицинских исследований».

Опубликовано 5 статей, сделано 6 докладов на международных и украинских конференциях.

К выполнению работы привлекалось 6 студентов. По результатам научных исследований студентами защищено 4 магистерские диссертации, 2 дипломных проектах бакалавров.

РТПСАС-2016

Простите, локализация данного контента отсутствует

РТПСАС-2015

Простите, локализация данного контента отсутствует

РТПСАС-2014

Простите, локализация данного контента отсутствует

РТПСАС-2013

Простите, локализация данного контента отсутствует