Vysokofrekvenčná technika – výskum

Úloha

Vytvoriť širokopásmový lacný a presný senzor elektromagnetického poľa pre použitie na meranie hygienických limitov žiarenia.

Riešenie
Modifikovaný rezistívny dipól:
– analýza vlastností modifikovaného rezistívneho dipólu,
– meranie amplidúdovo – frekvenčnej charakteristiky a porovnanie so štandardným rezistívnym dipólom,
– návrh dizajnu rozmiestnenia antén,
– návrh dizajnu elektroniky,
– zber dáta pomocou IoT,
– metrologické vlastnosti senzora,
– fyzikálne vlastnosti senzora

Prínosy
– širokopásmový senzor low costs,
– výborné metrologické parametre
– schopnosť pripojiť senzor do medzinárodnej monitorovacej siete,
– schopnosť on-line monitorovať elektromagnetické parametre prostredia

Na obrázku vidíme merač intenzity elektromagnetického poľa Akrim, ktorý bol vyvinutý na bývalej Katedre merania – v laboratóriu Elektromagnetickej kompatibility (v prípade záujmu si môžete stiahnuť publikáciu venujúcu sa tejto problematike tu). Napriek pokročilej dobe princíp snímača ešte nezapadol prachom. Vo svetovej literatúre môžeme nájsť množstvo jeho klonov, ktoré sa používajú pre ultra širokú frekvenčnú charakteristiku. Snímací element sa dá diskretizovať pri zachovaní všetkých jeho kladných vlastností. Táto koncepcia bude tvoriť základ nového senzora.

Použitie

V súčasnej dobe meriame skoro všetko, smog, exhaláty, búrkové mraky, vlhkosť, teplotu, kvalitu ovzdušia… Len akosi zabúdame že okolo nás existuje neviditeľné elektromagnetické pole (EMP), ktoré tiež vplýva na kvalitu prostredia v ktorom žijeme. Niektoré vyspelé štáty sa už zobudili, ale my ešte stále spíme. Vyvíjaný senzor EMP má byť jedna z prvých lastovičiek, ktorá ma priniesť prebudenie. Jeho úlohou nebude len snímať jednotlivé frekvenčné zložky EMP a ich intenzitu, ale tieto údaje aj odovzdávať do medzinárodnej siete, ktorá obsahuje databázu množstva senzorov umiestnených v rôznych európskych mestách.

Prínosy:

• Medzinárodný záber – Spolupráca so Srbskom. Spoločné riešenie problému hygienických meraní EMP

• Moderná metóda – Pripojenie do senzorickej siete naprieč Európou

• Silná spolupráca – Spojenie vedy s silného partnera prináša nové praktické úlohy, ktoré treba riešiť

• Doktorandské štúdium – Obohatenie tém doktorandského štúdia o praktické problémy

• Nie sme len teoretici – Téma, ktorá nezostane v šuplíku

Úloha

Vytvoriť snímač jednozložkovej sily, tlaku, … s bezkontaktným prenosom informácie.

Riešenie
Využitie elektromagnetických fenoménov blízkeho elektromagnetického poľa:
– analýza vplyvu pasívnych štruktúr na zmenu vlastností žiariča,
– prekmit charakteristiky S11, nesúci informáciu o dopadajúcej / pôsobiacej fyzikálnej veličine,
– kvantifikácia prevodovej charakteristiky,
– vznik MEMS štruktúr,
– vznik snímačov so zaujímavou topológiou a vlastnosťami,

Prínosy
– nový princíp prenosu informácie,
– snímač nezaťažený chybou, ktorú vytvára moment signálnych vodičov,
– snímač s výbornými dynamickými vlastnosťami,
– široký priestor na využitie snímačov – napr. tlak v pneumatikách

Na obrázku vidíme merač intenzity elektromagnetického poľa Akrim, ktorý bol vyvinutý na bývalej Katedre merania – v laboratóriu Elektromagnetickej kompatibility (v prípade záujmu si môžete stiahnuť publikáciu venujúcu sa tejto problematike tu). Napriek pokročilej dobe princíp snímača ešte nezapadol prachom. Vo svetovej literatúre môžeme nájsť množstvo jeho klonov, ktoré sa používajú pre ultra širokú frekvenčnú charakteristiku. Snímací element sa dá diskretizovať pri zachovaní všetkých jeho kladných vlastností. Táto koncepcia bude tvoriť základ nového senzora.

Použitie

V súčasnej dobe meriame skoro všetko, smog, exhaláty, búrkové mraky, vlhkosť, teplotu, kvalitu ovzdušia… Len akosi zabúdame že okolo nás existuje neviditeľné elektromagnetické pole (EMP), ktoré tiež vplýva na kvalitu prostredia v ktorom žijeme. Niektoré vyspelé štáty sa už zobudili, ale my ešte stále spíme. Vyvíjaný senzor EMP má byť jedna z prvých lastovičiek, ktorá ma priniesť prebudenie. Jeho úlohou nebude len snímať jednotlivé frekvenčné zložky EMP a ich intenzitu, ale tieto údaje aj odovzdávať do medzinárodnej siete, ktorá obsahuje databázu množstva senzorov umiestnených v rôznych európskych mestách.

Prínosy:

• Medzinárodný záber – Spolupráca so SAV a SLM, n.o. Spoločné riešenie problému

• Moderná metóda – Senzory nájdu uplatnenie napr. v automobilovom priemysle

• Silná spolupráca – Spojili sa vedecké a vedecko technologické pracoviská, aby umožnili vznik nových typov senzorov a nových princípov snímania fyzikálnych veličín

• Doktorandské štúdium – Dlhodobý problém riešený viacerými prácami doktorandov UE

• Nie sme len teoretici – Téma, ktorá nezostane v šuplíku

Úloha

Vytvorenie homogénneho elektromagnetického prostredia pre štúdium vplyvov elektromagnetizmu na fyziológiu živočíchov – vínnych mušiek (drozophile)

Riešenie
Vplyv elektromagnetického poľa na organizmy predstavuje jednu z najkontroverznejších tém v súčasnej dobe pretechnizovaného sveta. Štúdium tejto problematiky si vyžaduje zabezpečenie konštantnej úrovne elektromagnetického poľa (EMP) v určitom objeme s cieľom dosiahnuť homogenitu poľa a reprodukovateľné rozloženie. Zároveň je nevyhnutné, aby EMP a jeho zdroj neovplyvňovali prostredie/testované organizmy iným spôsobom než elektromagnetickými zmenami. Monitorovanie, zaznamenávanie a zabezpečenie reprodukovateľnosti úrovne a homogenity EMP sú kľúčovými aspektmi pre uskutočnenie mnohých experimentov.

Prínosy
– vytvorenie prostredia s homogénnym EMP,
– porovnávacie merania v a bez EMP,
– sledovanie zmien správanie drozophile,
– sledovanie fyziologických zmien drozophile

Na obrázku vidíme kŕmidlo pre drozophile, kde na jednej strane rúrku je krmivo a na druhej strane mušky spávajú. Elektronika počíta prechody múch medzi koncami rúrky a teda aktivitu drozophile. Toto zariadenie sa vloží do EMP a bude sa zisťovať zmena správania mušiek. Na druhom obrázku vidíme mušky v skúmavke s potravou.

Zmysel

Je EMP škodlivé pre biologické objekty? Vplýva na ne ? V akej miere? Tieto otázky chceme zodpovedať  výskumom ktorý zabezpečuje Zoologický ústav SAV s ktorým spolupracujeme. Našou úlohou je vytvoriť homogénne a opakovateľné EMP.

Prínosy:

• Medzirezortný záber – Spolupráca so Zoologickým ústavom SAV

• Moderná metóda – V projekte sa stretli špičkoví špecialisti na  meranie EMP a testovanie životného cyklu drozophile

• Silná spolupráca – Len spojenie nespojiteľného prináša špičkové výsledky

• Doktorandské štúdium – Obohatenie tém doktorandského štúdia o nový typ úloh

• Nie sme len teoretici – Téma, ktorá je zaujímavá pre celý svet

Projekty, ktoré riešila, alebo rieši skupina VFT

Prínosy:

• Medzirezortný záber – Spolupráca s Ústavom informatiky SAV,  Zoologickým ústavom SAV

• Moderné metódy – Z viacerých projektov vznikli priemyselné vzory alebo patenty

• Silná spolupráca – Len spojenie nespojiteľného prináša špičkové výsledky

• Doktorandské štúdium – Obohatenie tém doktorandského štúdia o nový typ úloh

• Nie sme len teoretici – Témy zaujímavé pre celý svet, výsledky publikované v Q1, Q2 s výborným indexom citovanosti