ВІД ТЕОРІЇ ДО ПРАКТИКИ: ЯК НАУКОВІ РОЗРОБКИ МОЖУТЬ ПОСИЛИТИ УКРАЇНСЬКІ ТЕХНОЛОГІЇ ЗВ’ЯЗКУ

Від теоретичних досліджень електродинаміки до нових конструкцій високочастотних пристроїв – українські науковці працюють над рішеннями, які можуть знайти застосування в сучасних системах зв’язку.

 

Про те, як виникла ідея дослідження, у чому полягає його наукова новизна, які виклики постають перед дослідниками та які перспективи практичного застосування отриманих результатів, розповідає КРИЖАНОВСЬКИЙ Володимир Григорович, доктор технічних наук, професор, професор кафедри прикладної математики та кібербезпеки, науковий керівник проєкту, що реалізується за грантової підтримки Національного фонду досліджень України.

 

Що стало поштовхом до початку дослідження?

У лютому 2025 року Національний фонд досліджень України оголосив конкурс наукових проєктів «Наука для зміцнення обороноздатності і національної безпеки України». Наша наукова група вирішила подати заявку, оскільки ми маємо досвід у сфері радіоелектроніки, електродинаміки та мікрохвильової техніки.

 

У чому полягає новизна вашого підходу? Що саме ви прагнете змінити або вдосконалити?

 

Основи класичної електродинаміки, сформульовані Джеймсом Максвеллом у XIX столітті та згодом викладені Олівером Гевісайдом у векторній формі, залишаються фундаментом сучасних досліджень. Ці закони залишаються незмінною теоретичною основою, проте можливості їх практичного застосування постійно розширюються завдяки розвитку нових технологій, методів моделювання й конструювання електронних пристроїв.

Ми зосереджуємося на конкретних задачах, розв’язання яких може бути корисним для вдосконалення систем зв’язку. Зокрема, досліджуємо використання відомих фізичних принципів, таких як інтерференція та синхронізація, для створення й поліпшення електронних пристроїв. Саме поєднання фундаментальних фізичних принципів із сучасними підходами до проєктування радіоелектронних систем відкриває перспективи створення нових технічних рішень, які можуть знайти застосування в технологіях зв’язку.

 

Яких результатів команді вже вдалося досягти?

Нам уже вдалося отримати низку важливих результатів як теоретичного, так і прикладного характеру. Зокрема, ми розв’язали низку крайових задач електродинаміки для діелектричних хвильоводів певного профілю, що створює теоретичне підґрунтя для подальшого вдосконалення високочастотних пристроїв. Крім того, розробили нові конструкції автогенераторів високочастотного та мікрохвильового діапазонів із розширеними функціональними можливостями. Окремим напрямом стали експериментальні дослідження передавання інформації за умов зміни параметрів ліній передавання, що особливо актуально для забезпечення надійної роботи сучасних систем зв’язку.

Для нас принципово важливо, що дослідження не обмежуються теоретичними розрахунками. Ми прагнемо перевіряти запропоновані рішення експериментально, оцінювати можливості їх практичного застосування та поступово наближати наукові результати до створення реальних технологій.

 

З якими труднощами довелося зіткнутися під час роботи? Чи вплинули вони на дослідження?

Найбільші виклики пов’язані з матеріально-технічним забезпеченням досліджень. Сучасна радіоелектроніка, особливо у високочастотному та мікрохвильовому діапазонах, потребує високоточного контрольно-вимірювального обладнання, доступ до якого в нас, на жаль, обмежений. Звісно, ці обмеження впливають на темпи досліджень, ускладнюють експериментальну перевірку окремих рішень і змушують шукати альтернативні підходи. Проте ми продовжуємо працювати, максимально ефективно використовуючи наявні ресурси Університету. Адже навіть за складних умов важливо не втрачати науковий потенціал, розвивати власні дослідницькі компетентності та рухатися до одержання практично значущих результатів.

 

Де результати дослідження можуть бути корисними вже сьогодні?

Насамперед це внесок у розвиток теоретичних досліджень електродинамічних систем та електронних пристроїв. На розроблені нами конструкції стабілізованих автогенераторів класу Е подано дві заявки на отримання патентів на корисні моделі. Це важливий крок до правової охорони створених технічних рішень та їх подальшого практичного застосування. У перспективі такі розробки можуть знайти застосування в різноманітних радіотехнічних системах, зокрема в обладнанні для бездротового зв’язку, пристроях Інтернету речей (IoT) і кіберфізичних системах. Саме ці напрями сьогодні активно розвиваються й потребують нових ефективних технічних рішень.

 

Які можливості ці розробки можуть відкрити для України в найближчі три-п’ять років?

Сподіваюся, наша робота стане частиною розвитку української науки й техніки. Її результати – наукові статті, патенти та ноу-хау – можуть бути використані під час створення нових розробок, які матимуть економічне й соціальне значення. Звичайно, шлях від наукової ідеї до готової технології непростий. Він потребує подальших досліджень, експериментальної перевірки, конструкторського вдосконалення та співпраці з потенційними виробниками. Але саме такі напрацювання створюють підґрунтя для появи власних українських технологічних рішень.

Водночас не менш важливим результатом нашої роботи я вважаю збереження та розвиток наукового потенціалу України, передусім через залучення молоді до реальних досліджень. Під час виконання проєкту двоє студентів працювали у складі нашої дослідницької команди на посадах техніків. Для них це була можливість не лише поглибити теоретичні знання, а й набути практичного досвіду участі в науковому проєкті, опанувати нові методи досліджень і побачити, як фундаментальні знання перетворюються на конкретні інженерні рішення.

Переконаний, що підготовка молодих фахівців, здатних проводити сучасні дослідження, працювати з новітніми технологіями та створювати власні розробки, є одним із найважливіших внесків університетської науки в майбутнє країни.

Наші наукові праці цитують у міжнародній літературі. З огляду на актуальність цієї проблематики, сподіваюся, результати досліджень будуть корисними й для України.

 

Що потрібно, щоб перейти від наукових результатів до їхнього широкого практичного використання?

Ми прагнемо продовжувати дослідження в цій та суміжних галузях і відкриті до співпраці із зацікавленими організаціями. Маємо досвід консультаційної діяльності для державних структур і сподіваємося, що наші напрацювання допоможуть розв’язувати актуальні завдання.

Водночас потрібно розуміти, що ми – відносно невелика дослідницька група, до складу якої переважно входять науково-педагогічні працівники, які поєднують наукову діяльність із викладанням. Тому самостійно забезпечити повний цикл – від фундаментальних досліджень до створення серійного продукту – надзвичайно складно. Саме тут особливого значення набуває партнерство з підприємствами й організаціями, які мають відповідні технологічні, виробничі й фінансові можливості.

На мою думку, одним із ключових напрямів розвитку має стати партнерство університетської науки та промисловості. У багатьох країнах саме така взаємодія є одним з основних механізмів технологічного прогресу. В Україні ж цей напрям тривалий час залишався недостатньо розвиненим, через що ми втратили чимало можливостей.

 

Попри всі виклики воєнного часу, українські науковці продовжують дослідження, шукають нові технологічні рішення та формують міцний фундамент для майбутніх розробок. Дослідження в галузі електродинаміки, мікрохвильової техніки та систем зв’язку мають особливе значення для України, адже їхні результати можуть сприяти розвитку вітчизняної радіоелектроніки, зміцненню обороноздатності та зменшенню технологічної залежності від зовнішніх постачальників. І хоча шлях від фундаментального дослідження до готового технологічного рішення потребує часу, ресурсів і партнерства, саме університетська наука здатна створювати знання, розробки та готувати фахівців, без яких неможливий сталий науково-технологічний розвиток України.

 

Спілкувалася: Софія Кубова