В вузе знают, как измерить электрофизические свойства ферритов

Разработанный комплекс позволяет также исследовать диэлектрические материалы

Команда студентов и преподавателей инженерно-технологического факультета Политеха создала устройство, позволяющее исследовать характеристики ферритовых материалов в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ). Речь идет о соединениях оксидов железа, никеля, кобальта и других элементов, которые обладают особыми магнитными и диэлектрическими свойствами. Они используются в СВЧ-технике (аппаратуре беспроводной связи, системах радиолокации и радионавигации, высокочастотных измерительных приборах и т.п.), работающей на высоких уровнях мощности.

– Сверхвысокочастотные системы – это основа всей современной радио- и микроэлектроники, – рассказывает заместитель директора Поволжского дизайн-центра «Бином» Александр Нечаев. – Чем выше у устройства частота распространения сигнала, тем больше информации в единицу времени оно способно передать. Интернет, сотовая связь, управляющие и навигационные системы – все сегодня построено на СВЧ-технологиях.

Устройства на основе СВЧ-ферритов – неотъемлемые элементы высокомощной СВЧ-техники. СВЧ-ферриты производят из порошка оксидов металлов, спекаемых при высоких температурах. В результате получаются изделия, обладающие достаточно высоким удельным электрическим сопротивлением, мало зависимыми от температурных факторов электрофизическими параметрами, такими как диэлектрическая проницаемость, и другими уникальными характеристиками. От оценки качества ферритовых материалов напрямую зависит работоспособность сверхвысокочастотных систем.

Проблема заключается в том, что в настоящее время в Поволжье нет специализированных лабораторий, способных определять электрофизические параметры ферритовых материалов и покрытий. Самарское предприятие, которое изготавливает ферриты, вынуждено отправлять готовые изделия в Санкт-Петербург и ждать результата испытаний не меньше месяца.

Студенты и преподаватели Политеха предложили создать собственное устройство оригинальной конструкции для измерения электрофизических характеристик СВЧ-ферритов, которое могло бы существенно упростить процедуру.

Политеховцы подали заявку на конкурс грантов инновационного фонда Самарской области, в рамках которого разработали действующий макет установки. Кроме того, в качестве индустриального партнера разработчикам удалось привлечь производителя отечественных рефлектометров ООО «ПЛАНАР». При его поддержке была создана программа для автоматической обработки данных измерений электрофизических характеристик СВЧ-ферритов. Уникальность разработки в том, что она позволяет проводить исследования электрофизических параметров как ферритовых материалов, так и диэлектрических материалов в сверхвысоком диапазоне частот. При этом особенности конструкции и алгоритма программы учитывают требования нового ГОСТа по измерению диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь ферритов, вступающего в силу только в 2025 году.

– В настоящее время проект находится на стадии испытаний, – поясняет Александр Нечаев. – Мы создали теоретическую основу системы и проводим практические испытания на различных образцах изделий. Предполагаем завершить эксперименты в течение ближайших полутора месяцев. Это позволит нам уверенно выйти на рынок с готовым решением.

Разработка устройства измерения электрофизических характеристик СВЧ-ферритов легла в основу выпускных квалификационных работ Марины Артюх, Владислава Калмыкова, Никиты Лощенина и Егора Партолина. Эти проекты студенты защитят в июне 2025 года в рамках программы «Стартап как диплом».