Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

ФЦП «Исследования и разработки»

Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 гг.»

«Теоретические и экспериментальные исследования по синтезу оптимальной сети высоковольтного электропитания для космических аппаратов» (соглашение № 14.574.21.0172)

Приоритетное направление: транспортные и космические системы
Период выполнения: 2017 – 2019 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва (Железногорск), ведущее предприятие России по созданию космических аппаратов связи, телевещания, ретрансляции, навигации, геодезии

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 60 миллионов рублей
Внебюджетные средства: 60 миллионов рублей

Руководитель проекта: Газизов Тальгат Рашитович

Цели прикладного научного исследования

  1. Разработка теоретических основ проектирования оптимальной сети высоковольтного (100 В) электропитания (ОСВЭ) для космических аппаратов (КА), отличающейся повышенной помехоустойчивостью, помехозащищённостью, надёжностью и минимальной массой.
  2. Создание опережающего научно-технического задела в области проектирования таких элементов ОСВЭ, как помехозащищённые силовые шины электропитания (СШЭП) современных автоматических КА, разрабатываемых с применением отечественных материалов, электронной компонентной базы (ЭКБ) и специализированного программного обеспечения.
  3. Разработка прототипа аппаратно-программного комплекса (АПК) для синтеза и испытаний ОСВЭ для КА.
  4. Повышение научно-технического потенциала ТУСУРа и АО «ИСС» в области проектирования элементов сети электропитания КА с учётом электромагнитной совместимости.

Задачи прикладного научного исследования

  1. Разработка методических подходов, технических решений и прототипов новых устройств, направленных на повышение помехозащиты СШЭП.
  2. Разработка новых принципов и технических решений по мониторингу параметров ОСВЭ.
  3. Поиск технических решений по синтезу ОСВЭ для КА, отличающейся повышенной помехоустойчивостью, помехозащищённостью, надёжностью и минимальной массой.
  4. Разработка моделей, алгоритмов и программного обеспечения (ПО) для проектирования предложенных технических решений.
  5. Моделирование технических решений по проектированию ОСВЭ для КА.
  6. Проведение экспериментов и исследовательских испытаний для технических решений по проектированию ОСВЭ для КА.
  7. Создание методик для синтеза ОСВЭ.
  8. Разработка рекомендаций по результатам исследования.
  9. Разработка прототипов сверхширокополосных устройств для измерения кондуктивных и излучаемых электромагнитных помех от элементов ОСВЭ, с возможностью имитации реальных условий её эксплуатации за счёт совместных климатических и электромагнитных воздействий в ходе испытаний.
  10. Разработка прототипа АПК для проектирования ОСВЭ КА.

Основные планируемые результаты проекта

  1. Разработанные технические решения по синтезу ОСВЭ КА.
  2. Разработанные модели и алгоритмы для проектирования технических решений.
  3. Разработанные технические решения по мониторингу параметров ОСВЭ.
  4. Разработанные методы и подходы к компоновке резервируемых СШЭП, позволяющие повысить их помехозащищённость и надёжность.
  5. Разработанный прототип ПО, реализующего модели и алгоритмы и позволяющего синтез топологии и элементов сети электропитания, обладающей повышенной помехозащищённостью, помехоустойчивостью, надёжностью и минимальной массой.
  6. Разработанный прототип устройства для измерения характеристик элементов и узлов ОСВЭ при совместных климатических и электромагнитных воздействиях.
  7. Разработанный прототип устройства для измерения уровня излучаемой помехоэмиссии и уровня восприимчивости элементов и узлов ОСВЭ к излучаемому воздействию.
  8. Разработанный прототип устройства для измерения уровня кондуктивной помехоэмиссии и уровня восприимчивости элементов и узлов ОСВЭ к кондуктивному воздействию.
  9. Разработанный прототип устройства для защиты СШЭП от сверхкороткого импульса (СКИ) на основе меандровых линий задержки.
  10. Разработанный прототип АПК, предназначенный для синтеза и испытаний для ОСВЭ для КА.
  11. Сформулированные технические требования в виде проектов технического задания на проведение ОКР.
  12. Разработанные программы и методики исследований и испытаний элементов и узлов ОСВЭ.
  13. Разработанные нормативно-технические методики для синтеза ОСВЭ.
  14. Разработанные рекомендации по результатам исследования.

Детальный ход выполнения проекта отражается на сайте talgat.org.

«Разработка прототипов передовых технологических решений роботизированного интеллектуального производства электронной компонентной базы и энергоэффективных световых устройств» (соглашение № 14.577.21.0266)

Приоритетное направление: энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Период выполнения: 2017 – 2019 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: ООО «Руслед» (г. Томск)
Плановое финансирование проекта:

Бюджетные средства: 150 миллионов рублей
Внебюджетные средства: 195 миллионов рублей

Руководитель проекта: Туев Василий Иванович

Цели прикладного научного исследования

  1. Развитие имеющегося научного задела до стадии готовности к практическому применению (использованию) технологии интеллектуального роботизированного   производства светодиодного излучающего элемента и ламп на его основе.
  2. Создание инновационной продукции отечественного производства, включая получение охраноспособных результатов интеллектуальной деятельности и их правовую охрану на светодиодный излучающий элемент и лампы на его основе.
  3. Развитие устойчивых взаимовыгодных связей между организацией – получателем субсидии – и индустриальным партнёром в форме развития существующего хозяйственного партнёрства.
  4. Подготовка научных и производственных кадров для предприятий по производству светодиодной светотехнической продукции.

Задачи прикладного научного исследования

  1. Создание светодиодного излучающего элемента со световой отдачей не менее 130 лм/Вт.
  2. Создание светодиодных ламп общего назначения с мощностями 6, 8 и 10 Вт с цоколем Е27 и декоративной светодиодной лампы мощностью 5 Вт с цоколем Е14.
  3. Создание стенда инженера-исследователя оптических свойств светодиодного излучающего элемента и светодиодной лампы.
  4. Создание стенда инженера-исследователя тепловых и электрических свойств светодиодного излучающего элемента и светодиодной лампы.
  5. Создание экспериментальных стендов для отработки технологических операций производства светодиодного излучающего элемента на роботизированном интеллектуальном производственном участке.
  6. Создание экспериментальных стендов для отработки технологических операций производства светодиодных ламп на роботизированном интеллектуальном производственном участке.
  7. Создание экспериментального участка для исследовательских испытаний технологических операций изготовления светодиодного излучающего элемента и светодиодных ламп.

Основные планируемые результаты проекта

  1. КД, ТД, макетные и экспериментальные образцы светодиодного излучающего элемента, результаты исследовательских испытаний, патент.
  2. КД, ТД, макетные и экспериментальные образцы светодиодных ламп общего назначения с мощностями 6, 8 и 10 Вт с цоколем Е27 и декоративной светодиодной лампы мощностью 5 Вт с цоколем Е14, результаты исследовательских испытаний, патенты.
  3. Стенд инженера-исследователя оптических свойств светодиодного излучающего элемента и светодиодной лампы.
  4. Стенд инженера-исследователя тепловых и электрических свойств светодиодного излучающего элемента и светодиодной лампы.
  5. Экспериментальные стенды для отработки технологических операций производства светодиодного излучающего элемента на роботизированном интеллектуальном производственном участке.
  6. Экспериментальные стенды для отработки технологических операций производства светодиодных ламп на роботизированном интеллектуальном производственном участке.
  7. Экспериментальный участок для исследовательских испытаний технологических операций изготовления светодиодного излучающего элемента и светодиодных ламп.
«Разработка перспективных однокристальных передающих СВЧ-модулей миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5 для применения в современных информационно-коммуникационных системах нового поколения (5G)» (соглашение № 14.577.21.0250)

Приоритетное направление: информационно-телекоммуникационные системы
Период выполнения: 2017 – 2019 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Соисполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова» Сибирского отделения Российской академии наук (г. Новосибирск)
Индустриальный партнёр: АО «НПФ «Микран» (г. Томск)

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 45 миллионов рублей
Внебюджетные средства: 45 миллионов рублей

Руководитель проекта: Ерофеев Евгений Викторович

Цель прикладного научного исследования

Разработка комплекса новых схемотехнических, конструктивных и технологических решений создания современных СВЧ-электронных компонентов, включающих бескорпусные монолитные интегральные схемы (МИС) для перспективных однокристальных передающих модулей, работающих в различных поддиапазонах миллиметрового диапазона длин волн для применения в современных информационно-коммуникационных системах нового поколения (5G).

Задачи прикладного научного исследования

  1. Разработка эпитаксиальных гетероструктур на основе полупроводников типа A3B5 для создания СВЧ-монолитных интегральных схем миллиметрового диапазона
  2. Разработка технологического маршрута изготовления СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  3. Исследование схемотехнических решений и топологий в части создания СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  4. Разработка эскизной конструкторской и технологической документации на изготовление СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  5. Изготовление макетов СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  6. Разработка программы и методики лабораторных испытаний технических характеристик макетов СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  7. Проведение лабораторных испытаний технических характеристик макетов СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5

Основные планируемые результаты проекта

  1. Промежуточные и заключительный отчёты о ПНИЭР, содержащие:
    1. анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме;
    2. результаты теоретических и экспериментальных исследований;
    3. обобщение и выводы по результатам ПНИЭР.
  2. Отчёт о патентных исследованиях в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96
  3. Эскизная конструкторская и технологическая документация на изготовление СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  4. Макеты СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  5. Программа и методики лабораторных испытаний технических характеристик СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  6. Акт и протоколы лабораторных испытаний технических характеристик СВЧ-МИС-фазовращателя, усилителя мощности и однокристального передающего СВЧ-модуля миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  7. Маркетинговые исследования рынка однокристальных передающих СВЧ-модулей миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5
  8. Проект технического задания на проведение ОКР по теме «Разработка перспективных однокристальных передающих СВЧ-модулей миллиметрового диапазона на основе полупроводников типа A3B5 для применения в современных информационно-коммуникационных системах нового поколения (5G)»
  9. Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации однокристальных передающих СВЧ ЭМ с учётом технологических возможностей и особенностей индустриального партнёра
«Разработка технологии изготовления высокостабильного к действию факторов космического пространства терморегулирующего покрытия для космических аппаратов класса «Оптический солнечный отражатель» на основе пигмента сульфата бария и кремнийорганического связующего, модифицированных наночастицами» (соглашение № 14.574.21.0176)

Приоритетное направление: перспективные виды вооружения, военное и специальной техники
Период выполнения: 2017 – 2019 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: ОАО «Композит» Роскосмоса (г. Королёв). Выполняет научно-исследовательские и опытно-технологические работы по созданию и комплексному исследованию свойств материалов, осуществляет производство и поставку материалов.

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 60 миллионов рублей
Внебюджетные средства: 60 миллионов рублей

Руководитель проекта: Михайлов Михаил Михайлович

Цель проекта

Целью проекта является разработка научных основ создания высокостабильного к действию ионизирующих излучений космического пространства терморегулирующего покрытия класса «Оптический солнечный отражатель» на основе пигмента BaSO4 и связующего – кремнийорганического лака КО-859. В проекте ставится задача разработки качественного нового терморегулирующего покрытия на основе пигмента и связующего, модифицированных наночастицами.

Основные планируемые результаты проекта

В проекте намечено выполнить модифицирование пигмента и связующего наночастицами различных оксидов, определить оптимальные технологические режимы модифицирования, позволяющие получать высокую фото- и радиационную стойкость при действии различных видов излучений. Изготовить терморегулирующее покрытие на основе модифицированных в оптимальных условиях пигмента и связующего. Изучить физические процессы, происходящие в таком покрытии при облучении и разработать модель деградации его оптических свойств. Выполнить комплексное облучение при одновременном действии электронов, протонов и солнечного электромагнитного излучения в режимах, имитирующих условия реальных орбит, и осуществить прогнозирование изменений оптических свойств покрытия на длительные сроки активного существования космических аппаратов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов

Разрабатываемое покрытие предназначено для поддержания теплового режима космических аппаратов на заданном уровне в условиях длительных орбитальных полётов на различных орбитах, характеризующихся раздельным, одновременным или последовательным действием излучений. Покрытие, пигмент и лак могут использоваться в земных условиях для окраски и лакировки внешних поверхностей зданий и сооружения, так как обладают высокой светостойкостью и длительным сроком работы.

«Исследование и разработка интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом для поддержания оптимального динамического уровня жидкости в нефтяной скважине» (соглашение № 14.574.21.0157)

Приоритетное направление: информационно-телекоммуникационные системы
Период выполнения: 2017 – 2019 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: акционерное общество «Энергонефтемаш» (г. Омск)

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 60 миллионов рублей
Внебюджетные средства: 60 миллионов рублей

Руководитель проекта: Шиняков Юрий Александрович

Цель прикладного научного исследования

Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом для поддержания оптимального динамического уровня жидкости в нефтяной скважине за счёт использования уникального алгоритма управления на основе метода определения параметров и состояний погружного и наземного оборудования через измерение и обработку диаграмм активной мощности, затрачиваемой электроприводом станка-качалки на работу по подъёму жидкости.

Задачи прикладного научного исследования

  1. Создание опережающего научно-технического задела по производству, испытанию и внедрению конкурентоспособных интеллектуальных систем управления в нефтедобывающую отрасль.
  2. Разработка и экспериментальные исследования инновационной интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом для поддержания оптимального динамического уровня жидкости в нефтяной скважине за счёт использования уникального алгоритма управления на основе метода определения параметров и состояний погружного и наземного оборудования через измерение и обработку диаграмм активной мощности, затрачиваемой электроприводом станка-качалки на работу по подъему жидкости.
  3. Разработка, изготовление и ввод в эксплуатацию рабочего места испытаний интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом с возможностью задания различных нагрузочных характеристик за цикл качания и имитации станка-качалки в различных режимах его работы.
  4. Повышение квалификации сотрудников АО «Энергонефтемаш» и других предприятий реального сектора экономики, занимающихся разработкой и изготовлением продукции для нефтегазодобывающей отрасли.

Основные планируемые результаты проекта

  1. Комплекс научно-технических решений, направленных на создание интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом, в том числе:
    • алгоритм поддержания оптимального динамического уровня жидкости в нефтяной скважине на основе данных ваттметрирования электропривода штангового глубинного насоса;
    • алгоритм работы диагностической системы на основе анализа ваттметрограмм;
    • алгоритм определения характеристик интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом;
    • алгоритм работы интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом;
    • математическая модель интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом;
    • принципы построения интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом;
    • экспериментальный образец интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом.
  2. Рекомендации по использованию результатов, проведённых ПНИ, в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.
  3. Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учётом технологических возможностей и особенностей индустриального партнёра – организации реального сектора экономики.
  4. Проект технического задания на проведение ОКР по теме «Исследование и разработка интеллектуальной системы управления штанговым глубинным насосом с применением нейронных сетей для автоматической расшифровки ваттметрограмм».
«Разработка отказоустойчивой самоорганизующейся гетерогенной системы связи для применения в инфокоммуникационных сетях» (соглашение № 14.577.21.0230)

Приоритетное направление: информационно-телекоммуникационные системы
Период выполнения: 2016 – 2018 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: акционерное общество «ПКК "Миландр"» (г. Москва, Зеленоград), ведущая российская компания-разработчик и производитель микроэлектронной элементной базы, ориентированной на использование в изделиях с повышенными требованиями к надёжности

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 31 миллион рублей
Внебюджетные средства: 31 миллион рублей

Руководитель проекта: Шелупанов Александр Александрович

Цель проекта

Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание с использованием отечественной элементной базы отказоустойчивой самоорганизующейся гетерогенной системы связи, для применения в инфокоммуникационных сетях.

Основные планируемые результаты проекта

  • Имитационная модель приёмопередачи и обработки информации в гетерогенной локальной сети сбора данных и управления
  • Архитектура гетерогенного модема для локальной сети
  • Протокол маршрутизации в гетерогенных локальных сетях
  • Экспериментальный образец гетерогенного модема для локальной сети

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов

  1. Исследование гетерогенных систем связи является актуальным направлением развития изолированных автоматических систем. Подобные системы связи организуются на объектах с низким качеством связи для обеспечения надёжности передачи данных. Разработка гетерогенного модема, способного переключаться между двумя принципиально различными каналами связи (проводным и беспроводным), позволит адаптировать систему к особенностям объекта за счёт выбора наиболее надёжного канала передачи данных. Поддержка протокола маршрутизации, основанного на принципах mesh-сетей, позволит использовать часть устройств в качестве ретрансляторов, таким образом усиливая сигнал и решая проблему ограничений на дальность передачи данных.
  2. Практическая значимость исследования заключается в возможности мониторинга и управления энергоресурсами в сфере ЖКХ, в частности в обеспечении комплексности их поквартирного учёта (может быть организован учёт электричества, водоснабжения, тепла). Применение mesh-сетей позволит решить проблему передачи данных в многоэтажках: с верхних этажей до устройства сбора и передачи данных за счёт использования промежуточных устройств учёта в качестве ретрансляторов. Кроме того, в систему смогут быть добавлены дополнительные устройства – датчики сигнализации, протечки воды и другие. Гетерогенность модемов позволит адаптировать систему к существующей на объекте инфраструктуре передачи данных и использовать наиболее качественный канал связи.

На 1-м этапе проекта получены следующие результаты

На данном этапе проведены работы по анализу текущего состояния проблемы реализации надёжной связи в системах с ограниченными вычислительными ресурсами.

  1. Сделан аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по организации гетерогенных систем связи. В рамках обзора рассмотрены области применения подобных сетей, например, сфера жилищно-коммунального хозяйства. Определена типовая архитектура гетерогенных систем связи, включающая конечные устройства со встроенными модемами (способные поддерживать передачу данных и по проводным и по беспроводным каналам связи); центральное устройство, обеспечивающее мониторинг и управление конечными устройствами, а также передачу полученных от этих устройств данных во внешнюю сеть; протокол маршрутизации, обеспечивающий надёжную передачу данных, в том числе при выходе из строя части устройств.
  2. Проведены исследования, в том числе патентные, и анализ эффективности существующих решений в области mesh-сетей, PLC-модемов (передача данных по силовой линии), RF-модемов (передача данных по радиочастотному каналу) и применения гетерогенности при организации инфокоммуникационных сетей.

Результаты исследований показали, что применение гетерогенных модемов позволит эффективнее адаптировать систему к условиям связи на объекте и увеличит надёжность передачи данных за счёт дублирования канала связи.

«Разработка технологии повышения защищённости сервисов аутентификации и электронной подписи для сервис-провайдеров, предоставляющих услуги дистанционно в электронной форме, с использованием ресурсов инфокоммуникационных систем операторов подвижной связи» (cоглашение № 14.577.21.0172)

Приоритетное направление: информационно-телекоммуникационные системы
Период выполнения: 2015 – 2017 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: закрытое акционерное общество «Аладдин Р.Д.» (г. Москва), ведущий российский разработчик и поставщик средств аутентификации, продуктов и решений для обеспечения информационной безопасности и защиты конфиденциальных данных

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 34 миллиона рублей
Внебюджетные средства: 34 миллиона рублей

Руководитель проекта: Шелупанов Александр Александрович

Цели проекта

  1. Реализуемый проект направлен на решение проблемы обеспечения безопасной работы средств аутентификации и электронной подписи в недоверенной мобильной среде.
  2. Основной целью проекта является исследование и разработка научно-технических решений, направленных на создание технологии повышения защищённости сервисов аутентификации и электронной подписи для сервис-провайдеров, предоставляющих услуги дистанционно в электронной форме, с использованием ресурсов инфокоммуникационных систем операторов подвижной связи.

Основные планируемые результаты проекта

  1. Метод организации безопасного функционирования процессов аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах.
  2. Архитектура программного обеспечения безопасной аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах.
  3. Экспериментальный образец программного обеспечения безопасной аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта

  1. Областью применения ожидаемых результатов проекта является юридически значимый документооборот между пользователями средств подвижной связи и между пользователями и провайдерами услуг, включая государственные услуги, дистанционное банковское обслуживание, платёжные сервисы, интернет-торговлю и т. п.
  2. Использование результатов проекта обеспечит возможность получения гражданами доступных, надёжных и безопасных электронных подписей; доступ к федеральным государственным услугам независимо от адреса регистрации заявителя по месту жительства или пребывания, постановки на налоговый учёт; защиту абонентов от сетевого мошенничества; возможность пользователям получать информацию о штрафах, задолженностях и иных начислениях в режиме активных уведомлений и оплачивать их с мобильного устройства, а также поспособствует решению других задач из плана реализации государственной программы Российской Федерации «Информационное общество (2011 – 2020 годы)».
  3. Предлагаемый способ использования заключается во внедрении разрабатываемой инфраструктуры в деятельность провайдеров услуг подвижной связи и размещении сертифицированных по требованиям безопасности информации аппаратно-программных средств аутентификации и электронной подписи в мобильных устройствах пользователей. Это обеспечит возможность использования средств усиленной квалифицированной электронной подписи при взаимодействии граждан с органами государственной власти, провайдерами услуг и в деловом обороте и, как следствие, приведёт к повышению деловой активности, сокращению издержек на документооборот.
  4. Конечным продуктом является информационная система безопасного электронного взаимодействия при использовании мобильных устройств. В результате выполнения проекта будет создано алгоритмическое и программное обеспечение данной информационной системы, в том числе архитектура программного обеспечения безопасной аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах, которая позволит организовывать взаимодействие разработанных алгоритмов и алгоритмов, реализующих стандартные функции аутентификации и электронной подписи, таким образом, чтобы было обеспечено безопасное функционирование процессов аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах.

Основные полученные результаты

Этап № 1 «Выбор направления исследований» (27.10.2015 г. – 31.12.2015 г.)

  • выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках проекта,
  • проведены патентные исследования по теме проекта,
  • разработан бизнес-план внедрения технологии обеспечения доверенного электронного взаимодействия при использовании мобильных устройств,
  • проведены маркетинговые исследования с целью изучения перспектив коммерциализации РИД.

Этап № 2 «теоретические исследования поставленных перед ПНИЭР задач» (01.01.2016 г. – 31.12.2016 г.)

  • разработан метод организации безопасного функционирования процессов аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах и его алгоритмическая реализация;
  • спроектирована архитектура программного обеспечения безопасной аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах;
  • разработан алгоритм управления средствами аутентификации и электронной подписи на мобильных устройствах;
  • разработан алгоритм распределения ключевой информации;
  • разработан алгоритм доверенного обновления системного программного обеспечения;
  • разработана схема жизненного цикла программно-аппаратных средств аутентификации и электронной подписи для мобильных устройств с учетом инфраструктуры производителя провайдера услуг мобильной связи и провайдера услуг предоставляемых в электронной форме;
  • разработан бизнес-план по коммерциализации РИД;
  • организована и проведена научно-практическая конференция для представления промежуточных результатов ПНИЭР.
«Создание на основе собственной СВЧ-элементной базы системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов для предотвращения несанкционированного проникновения сверхмалоразмерных летательных аппаратов (типа «дрон») в охраняемую зону» (соглашение № 14.577.21.0188)

Приоритетное направление: информационно-телекоммуникационные системы
Период выполнения: 2015 – 2017 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: акционерное общество «Научно-производственная фирма "Микран"» (АО «НПФ "Микран"», г. Томск)

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 34 миллиона рублей
Внебюджетные средства: 41,7 миллиона рублей

Руководитель проекта: Хлусов Валерий Александрович

Цель проекта

Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание на основе собственной СВЧ-элементной базы системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов для предотвращения несанкционированного проникновения сверхмалоразмерных летательных аппаратов (типа «дрон») в охраняемую зону, в том числе:

  • принципов проектирования систем обнаружения и определения координат и параметров движения сверхмалоразмерных летательных аппаратов с эффективной поверхностью рассеяния электромагнитных волн до 0,01 кв. м при параллельном по времени обзоре отдельных секторов верхней полусферы пространства;
  • методов комплексирования радиолокационных и оптических средств при решении задачи предотвращения несанкционированного доступа в охраняемую зону сверхмалых летательных аппаратов.

Задачи проекта и планируемые основные результаты проекта

  1. Математическая модель СМ верхней полусферы охраняемых объектов и результаты математического моделирования задачи радиолокационного обнаружения сверхмалоразмерного объекта на основе результатов оценки и измерения спектральных характеристик отражённого сигнала от летательных аппаратов.
  2. Алгоритм функционирования системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов.
  3. Научно-технические принципы решения задачи обнаружения сверхмалоразмерных объектов при использовании собственной элементной базы СВЧ- и цифровых устройств.
  4. Технические решения по реализации цифровых малошумящих формирователей сложного СВЧ-сигнала и цифровых малошумящих гомодинных приемников сложных СВЧ-сигналов.
  5. Методы комплексирования радиолокационных и оптических средств при решении задачи предотвращения несанкционированного доступа в охраняемую зону сверхмалых летательных аппаратов.
  6. Макет системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов для предотвращения несанкционированного проникновения сверхмалоразмерных летательных аппаратов (типа «дрон») в охраняемую зону.
  7. Результаты экспериментальных исследований макета системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов для предотвращения несанкционированного проникновения сверхмалоразмерных летательных аппаратов (типа «дрон») в охраняемую зону.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции

Современные технологические возможности реализации сверхмалых ЛА типа «дрон» делают их доступными для широкого применения в различных областях человеческой деятельности, в том числе в военных приложениях, а также в противоправных акциях (терроризм). Защита важных объектов от несанкционированного проникновения в прилегающее к ним пространство (верхнюю полусферу) является в настоящий момент актуальной задачей.

Низкие значения показателей эффективности обнаружения и сопровождения сверхмалоразмерных летательных аппаратов (ЛА) сканирующими обзорными РЛС [Ерёмин Г. В., Гаврилов А. Д., Назарчук И. И. Организация системы борьбы с малоразмерными БПЛА/«Арсенал Отечества» № 6 (14), 2014.] объясняются малой (порядка 0,01 кв. м) эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) электромагнитных волн. При этом низкие показатели обнаружения обусловлены следующими факторами:

  • большим временем обзора заданного телесного угла пространства (например, верхней полусферы) в силу последовательного во времени обзора пространства сканирующей РЛС,
  • малым временем облучения объекта в силу последовательного во времени обзора пространства.

Современное состояние техники генерирования сложных радиолокационных сигналов позволяет уже сегодня создавать формирователи сложных непрерывных во времени зондирующих сигналов с малым уровнем шумов, что делает возможным создание РЛС с непрерывным излучением. Примером такой станции может служить РЛС «Река», выпускаемая НПФ «Микран» (г. Томск). При этом достигаются сравнительно высокая средняя мощность и высокая когерентность излучения, что позволяет реализовать приёмо-передающий канал РЛС с малыми массогабаритными характеристиками, малым энергопотреблением и приемлемой стоимостью. Радиолокационные и оптические методы обнаружения и целеуказания объектов постоянно совершенствуются, а в последние годы применяются совместно при решении задачи оперативного обнаружения и определения координат объектов. При этом радиолокатор является средством обнаружения и формирования «грубого» пеленга и дальности до объекта, а оптический канал позволяет сформировать точный пеленг на цель. Совместное применение радиолокатора и видеокамеры позволяет существенно сократить время обнаружения и выдачи координат объекта. Таким образом, учитывая сказанное, существует практическая возможность реализации системы обнаружения и целеуказания сверхмалоразмерных объектов с приемлемыми для широкого применения технико-экономическими характеристиками.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта

Области применения системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов для предотвращения несанкционированного проникновения сверхмалоразмерных летательных аппаратов: обеспечение безопасности различных объектов, производство радиолокаторов с повышенными требованиями к обнаружению сверхмалоразмерных объектов. Научные результаты будут иметь большое значение для развития методов радиолокации сверхмалоразмерных целей. Практическое внедрение позволит продвигать на рынок новую продукцию как широкого, так и специального назначения.

Результаты, полученные на первом этапе

  1. Радиолокационные системы, способные обнаруживать сверхмалоразмерные объекты и определять их координаты, уже существуют.
    К их достоинствам можно отнести:
    • малую пиковую мощность излучения,
    • малые габариты.
    Недостатки существующих систем:
    • последовательный обзор пространства,
    • высокая стоимость, не позволяющая организовать защиту верхней полусферы простым размещением на объекте большого количества указанных систем.
  2. Оптические системы обнаружения и точного сопровождения целей в заданных достаточно узких угловых (единицы градусов телесного угла) секторах в настоящее время хорошо проработаны.
  3. На текущий момент наиболее исследованы чисто доплеровские методы выделения малоразмерных движущихся целей. Уже сейчас достигнуты теоретически предсказанные предельные технические характеристики. К достоинствам таких систем следует отнести высокую чувствительность, обусловленную высоким качеством современных устройств генерации и обработки сигналов. Недостатком таких систем является длительный контакт с целью, принципиально необходимый для когерентного накопления, что наряду с узкой ДН, необходимой для повышения энергетического потенциала РЛС, определяет большое время обзора таких обширных зон, как верхняя полусфера.
  4. Наименее исследованной сегодня остаётся возможность качественного повышения отношения сигнал/помеха (сигнал/фон) за счёт резкого повышения разрешающей способности по дальности, что резко снижает отражения от подстилающей поверхности даже без когерентной обработки. При скоростях движения БПЛА порядка 10…50 м/c имеется возможность обнаружения объекта по изменению его положения за достаточно короткий период времени. При этом сравнение двух последовательно полученных в смежных периодах зондирования РЛ-откликов позволяет обнаружить объект путём компенсации помеховых отражений, так как они существенно кореллированы на периоде зондирования, а цель за то же время смещается в соседние стробы по дальности. Совместное использование методов выделения цели по положению и доплеровских методов потенциально способно дополнительно повысить РЛ-контраст.
  5. Современные возможности формирования сигналов, достигнутые в том числе индустриальным партнёром АО «НПФ "Микран"», позволяют создавать сигналы СВЧ-диапазонов, имеющие спектр шириной свыше 1 ГГц. Всё вышеперечисленное и первичный анализ современного состояния проблемы обнаружения сверхмалых объектов типа «дрон» определило основное направление исследований данной ПНИЭР. Ключевым моментом этих исследований является разработка и создание РЛ приёмно-излучающего канала со следующими характеристиками.
    • излучаемая мощность – 1 – 50 Вт,
    • коэффициент шума приёмного канала – 4 дБ,
    • база сложного сигнала,
    • ширина спектра излученного сигнала – 1–2 ГГц,
    • ширина полосы доплеровского фильтра ~ 100 Гц.
  6. Для достижения поставленной цели ПНИЭР на втором этапе необходимо и будут проведены следующие исследования:
    • математическое моделирование выбранного метода обнаружения с учётом известных свойств фона,
    • исследование зависимости ЭПР объектов типа «дрон» от частоты в выбранном диапазоне,
    • оценка энергетических характеристик РЛС различных диапазонов, необходимых для решения поставленной задачи выбранным методом,
    • создание цифровых формирователей широкополосных зондирующих сигналов с высокими показателями когерентности и низкими фазовыми шумами,
    • реализациия цифровых устройств согласованной обработки широкополосных зондирующих сигналов с большой (более > ),
    • разработка доступных для широкого применения антенн требуемой направленности и полосы,
    • применение элементной базы СВЧ для трактов излучения и приёма,
    • оптимизация метода ЧПК применительно к решаемой задаче,
    • практическая реализация макета как ключевого элемента системы мониторинга – радиолокационного канала – для проведения натурных экспериментов по обнаружению малоразмерных объектов типа «дрон»,
    • проведение экспериментальных исследований технических характеристик созданного макета в натурных условиях функционирования системы мониторинга верхней полусферы,
    • сопряжение радиолокационной и оптической частей системы друг с другом на программном уровне,
    • исследование возможности повышения характеристик обнаружения путём комбинирования известных доплеровских методов обработки сигналов и ЧПК.
  7. Таким образом, в результате выполнения работ первого этапа разработан принцип работы и структурные схемы системы мониторинга верхней полусферы охраняемых объектов на разные диапазоны частот, детализирована постановка задач исследований.

Выполненные работы в полном объёме отражают решение задач, поставленных на отчётном первом этапе.

Результаты, полученные на втором этапе

На втором этапе ПНИЭР в соответствии с планом-графиком и ТЗ получены результаты математического моделирования задачи радиолокационного обнаружения сверхмалоразмерного объекта, в том числе разработка математической модели СМ верхней полусферы охраняемых объектов, решение задачи радиолокационного обнаружения сверхмалоразмерного объекта (типа «дрон»). Разработаны алгоритм функционирования СМ, программное обеспечение для функционирования СМ на основе созданных алгоритмов, программная документация на ПО макета СМ. Осуществлена разработка макета СМ верхней полусферы охраняемых объектов, в том числе выполнены разработка и исследование цифрового малошумящего формирователя сложного СВЧ-сигнала, а также цифрового малошумящего гомодинного приёмника сложного СВЧ-сигнала. Проведены исследование и разработка метода аппаратного и программного совмещения радиолокационных и оптических средств мониторинга полусферы. Разработана эскизная конструкторская документация на макет СМ и СВЧ-элементы. Проработаны вопросы программы и методик экспериментальных исследований макета СМ.

Уделено большое внимание разработке и исследованию собственной элементной базы СВЧ: частотно-селективных фильтров при решении задачи оптимизации характеристик тракта приёмника по ГВЗ; GaAs-микросхемы умножителя частоты 12 – 26 ГГц; широкополосных делителей 1:2 и 1:16; микросхемы смесителя диапазона 11.0 – 18.0 ГГц; полосковых линий на углеродной основе и др.

Получен интересный результат исследований электромагнитных излучений «дронов», полученный с помощью низкочастотных датчиков.

В процессе выполнения второго этапа разработаны следующие документы: промежуточный отчёт о ПНИЭР, программа и методика экспериментальных исследований макета СМ, программная документация на макет СМ, эскизная конструкторская документация макета СМ верхней полусферы охраняемых объектов, эскизная конструкторская документация цифрового малошумящего формирователя сложного СВЧ-сигнала в соответствии с требованиями ТЗ, цифрового малошумящего гомодинного приемника сложного СВЧ-сигнала в соответствии с требованиями ТЗ.

Сделаны следующие выводы: проведённые теоретические исследования поставленных перед ПНИЭР задач подтвердили реализуемость проекта; достигнуты заданные показатели результативности в соответствии с условиями соглашения № 14.577.21.0188.

«Разработка и исследование технологий проектирования и производства сверхвысокочастотных приёмопередающих модулей с цифровой обработкой сигналов для перспективных радиолокационных систем с многоканальными цифровыми фазированными антенными решётками, а также других радиотехнических систем на основе электронной компонентной базы высокой степени интеграции типа «система на кристалле» (соглашение № 14.577.21.0179)

Приоритетное направление: информационно-телекоммуникационные системы
Период выполнения: 2015 – 2017 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: ООО «ЛЭМЗ-Т» (г. Томск), дочернее предприятие АО «НПО «ЛЭМЗ»» (г. Москва)

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 34 миллиона рублей
Внебюджетные средства: 34 миллиона рублей

Руководитель проекта: Бабак Леонид Иванович

Цель и задачи проекта

Создание комплекса научно-технических и технологических решений в области проектирования и производства сверхвысокочастотных приемопередающих модулей (СВЧ ППМ) с цифровой обработкой сигналов (ЦОС) для перспективных радиолокационных систем с многоканальными цифровыми фазированными антенными решётками (ЦФАР), а также других радиотехнических систем на основе электронной компонентной базы (ЭКБ) высокой степени интеграции (ВСИ) типа «система на кристалле» (СнК) с целью:

  • обеспечения технологической возможности построения перспективных радиотехнических систем, основанных на новых принципах и алгоритмах, с использованием специализированных многофункциональных компонентов высокой степени интеграции на базе наногетероструктурной электроники;
  • улучшения тактико-технических характеристик (ТТХ) производимых и вновь разрабатываемых перспективных радиотехнических систем, включая радиолокационные системы (РЛС) с многоканальными ЦФАР, мобильные и сверхминиатюрные системы связи, электронные системы робототехники, космических и малых летательных аппаратов и др.;
  • технологической модернизации существующих и создания новых высокотехнологичных производств;
  • обеспечения технологической независимости отечественной промышленности от импорта в предметной области;
  • подготовки кадров молодых специалистов и повышения квалификации сотрудников в области проектирования и производства современной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Планируемые научные и научно-технические результаты проекта

  1. Методика проектирования СВЧ ИС малошумящих усилителей
  2. Методика проектирования СВЧ ИС смесителей с преобразованием частоты вверх и вниз
  3. Методика проектирования СВЧ ИС цифровых аттенюаторов
  4. Технология высокоинтегрированной сборки и компоновки СВЧ-блоков ППМ на основе ЭКБ ВСИ СнК
  5. Алгоритмы ЦОС
  6. Макеты ИС и СнК на базе SiGe технологии, экспериментальные образцы СВЧ-блока, блока ЦОС и ППМ с ЦОС L-, S- и C-диапазонов
  7. Предложения и рекомендации в области проектирования и производства СВЧ-блоков ППМ на основе ЭКБ ВСИ СнК
  8. Предложения по производству и эксплуатации продукции для индустриального партнёра
  9. Рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР, вовлечению их в хозяйственный оборот
  10. Проект технического задания на проведение ОКР по теме «Разработка сверхвысокочастотных приёмопередающих модулей с цифровой обработкой сигналов на основе электронной компонентной базы высокой степени интеграции типа «система на кристалле»».

На 1-м этапе проекта получены следующие результаты

Проведён аналитический обзор научно-технической литературы, посвящённой проектированию СВЧ-блоков ППМ на основе ЭКБ высокой степени интеграции типа «система на кристалле», в том числе проведён патентный поиск по тематике, выбраны направления дальнейших исследований. Разработаны методики автоматизированного проектирования трёх типов СВЧ-устройств, реализуемых в виде МИС.

  1. Отличительной чертой методики проектирования МИС СВЧ малошумящих усилителей (МШУ) каскадного типа является то, что при автоматизированном синтезе МШУ на основе генетического алгоритма использованы идеализированные модели согласующих цепей – идеальные трансформаторы импеданса (ИТИ). Благодаря этому она имеет ряд важных преимуществ по сравнению с исходной методикой, а именно: позволяет осуществить последовательный синтез каждого из усилительных каскадов, сократить время проектирования СВЧ-усилителя в целом, а также получить близкие к оптимальным характеристики каскадов и всего усилителя. Методика предложена и используется впервые как в России, так и в мире.
  2. Главной особенностью методики проектирования МИС управляемого цифрового аттенюатора (ЦАТТ) каскадного типа является применение процедуры автоматического полного перебора и сравнения всех возможных способов включения отдельных секций ЦАТТ. Благодаря этому методика обеспечивает автоматизированное получение оптимального схемотехнического решения ЦАТТ по комплексу показателей. Методика является новой, сведений об аналогичных подходах в отечественной и зарубежной литературе не имеется.
  3. Особенностью методики проектирования МИС СВЧ-смесителей на полевых транзисторах по пассивной балансной схеме включения является выбор типа и оптимизация параметров встроенных (расположенных на подложке МИС) симметрирующих трансформаторов, а также активных элементов. Это обеспечивает расширение диапазона частот смесителя. Работы по проектированию и разработке аналогичных смесителей со сверхширокой полосой частот в России авторам неизвестны.

На основе предложенных методик с использованием полупроводниковой технологии SiGe разработаны макеты ИС функциональных элементов (ФЭ) СВЧ-блока ППМ (приёмная часть) диапазона частот 1 – 4,5 ГГц в составе: СВЧ ИС малошумящего усилителя, СВЧ ИС цифрового аттенюатора, СВЧ ИС смесителя с преобразованием частоты вниз. Согласно результатам моделирования разработанные макеты удовлетворяют требованиям технического задания.

Особенностью СВЧ-блока ППМ и входящих в его состав ФЭ является сверхширокая полоса частот, охватывающая L-, S- и C-диапазоны. Это делает разрабатываемый СВЧ-блок универсальным устройством, которое может быть применено в различных ППМ, работающих в разных частотных поддиапазонах. Отечественных разработок ППМ типа СнК с такой полосой пропускания не имеется. Параметры спроектированных ИС ФЭ находятся на уровне зарубежных коммерческих МИС, выполненных по технологии SiGe.

Макеты ИС изготовлены индустриальным партнёром.

Лабораторные испытания макетов будут проведены на следующем этапе работ. С этой целью на данном этапе был разработан стенд для проведения лабораторных испытаний макетов ИС ФЭ СВЧ-блока ППМ и макета ИС СнК СВЧ-блока ППМ.

На 2-м этапе проекта получены следующие результаты

  1. Разработаны программы и методики лабораторных испытаний макетов СВЧ ИС.
  2. Проведены лабораторные испытания макетов СВЧ ИС ЦАТТ, СВЧ ИС СМ1 и СВЧ ИС МШУ.
  3. Разработаны технические требования к макетам СВЧ ИС смесителя с преобразованием частоты вверх (СМ2) и СВЧ ИС усилителя сигнала гетеродина (УСГ) на основе компьютерного моделирования схемотехнического решения СВЧ-блока ППМ на основе ЭКБ ВСИ СнК.
  4. Разработаны макеты ИС-усилителя промежуточной частоты (УПЧ), СВЧ ИС буферного усилителя (БУ), СВЧ ИС СМ2, СВЧ ИС УСГ (базовая часть разветвителя сигнала гетеродина (РСГ)).
  5. Проведены лабораторные испытания макетов ИС УПЧ, СВЧ ИС БУ, СВЧ ИС СМ2, СВЧ ИС РСГ.
  6. Проведён обзор и разработка методики высокоинтегрированной сборки и компоновки СВЧ-блоков ППМ на основе ЭКБ ВСИ СнК на основе оценки возможностей планарной и объёмной технологий высокоинтегрированной сборки и компоновки СВЧ ППМ.
  7. Индустриальным партнёром разработан и программно реализован алгоритм ЦОС для формирования комплексного сигнала.
  8. Индустриальным партнёром изготовлены макеты СВЧ ИС.
«Разработка технологии изготовления силовых коммутационных транзисторов на основе нитрида галлия для создания энергоэффективных источников вторичного электропитания» (соглашение № 14.577.21.0204)

Приоритетное направление: энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Период выполнения: 2015 – 2017 гг.
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Соисполнитель: научно-производственная фирма «Сибтроника» (г. Томск)
Индустриальный партнёр: акционерное общество «Научно-производственная фирма "Микран"» (АО «НПФ "Микран"») (г. Томск)

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 34 миллиона рублей
Внебюджетные средства: 41,7 миллиона рублей

Руководитель проекта: Ерофеев Евгений Викторович

Цель проекта

Разработка оригинальной технологии изготовления силовых коммутационных GaN-транзисторов при использовании эпитаксиальных гетероструктур нитрида галлия на подложках кремния.

Задачи проекта

  1. Получение новых знаний в области гетероструктурной нитрид галлиевой (GaN) силовой электроники
  2. Исследование и разработка физико-технологических основ формирования трёхмерных наноразмерных элементов с большой периферией на поверхности полупроводниковых структур диаметром до 100 мм методами оптической, лазерной или электронно-лучевой литографии
  3. Исследование и разработка технологии формирования низкотемпературных омических контактов к гетеропереходам AlGaN/GaN
  4. Разработка и создание нормально-закрытых силовых гетероструктурных GaN-транзисторов, а также исследование их статических и динамических электрических характеристик на постоянном и/или импульсном токе
  5. Разработка и создание быстродействующего дискретного драйвера управления силовыми GaN-транзисторами
  6. Разработка и создание макета высокочастотного вторичного источника питания на основе силовых гетероструктурных GaN-транзисторов
  7. Испытания экспериментальных образцов электронной компонентной базы
  8. Подготовка в рамках проекта научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации в области гетероструктурной силовой электроники ТУСУРа

Планируемые основные результаты проекта

  1. Экспериментальные образцы силовых гетероструктурных GaN-транзисторов, работающие в режиме обогащения со значением порогового напряжения не менее Uпор = +1 В
  2. Макет дискретного быстродействующего драйвера управления силовыми GaN-транзисторами с уровнем управляющего сигнала на выходе драйвера не более Uвых = +6 В
  3. Макет вторичного источника питания (DC – DC) на основе силовых гетероструктурных GaN-транзисторов с эффективностью преобразования электроэнергии не ниже 90 %
«Создание перспективных программных прототипов, аппаратно-программного комплекса и компонентов ГНСС-приёмников нового поколения на основе собственного арсенид-галлиевого производства для повышения автономности функционирования компонент Национальной информационной спутниковой системы» (соглашение № 14.574.21.0101 от 8 сентября 2014 г.)

Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: закрытое акционерное общество «Научно-производственная фирма "Микран"» (ЗАО «НПФ "Микран"»)
Объём средств субсидии, млн. руб.: 19,5 (в т. ч. 2014 – 6, 2015 – 3,5, 2016 – 10)
В/б средства софинансирования, млн. руб.: 14 (в т. ч. 2014 – 4,2, 2015 – 2,8, 2016 – 7)
Руководитель работ по проекту: заведующий кафедрой РТС Г. С. Шарыгин

Цели прикладного научного исследования

  1. Повышение автономности функционирования компонент Национальной информационной спутниковой системы за счёт использования в составе бортовой аппаратуры космического аппарата (КА) многоканальных ГНСС-приёмников, ориентированных на характеристики ГЛОНАСС нового поколения в части использования межспутниковых и беззапросных измерений, а также автономного уточнения параметров вращения Земли, применительно к низким орбитам (НО), геостационарной орбите (ГСО), высоким эллиптическим орбитам (ВЭО)
  2. Снижение нагрузки на наземную инфраструктуру в процессе развёртывания и поддержания компонент Национальной информационной спутниковой системы на НО, ГСО, ВЭО вследствие повышения автономности их функционирования
  3. Повышение эффективности функционирования целевой аппаратуры этих компонент за счёт более высокой по сравнению с достигнутой точности позиционирования, ориентации и стабилизации КА на НО, ГСО, ВЭО вследствие использования ГНСС-приёмников, ориентированных на ГЛОНАСС нового поколения
  4. Создание научно-технического задела в области проектирования, изготовления и испытаний компонентов многоканальных ГНСС-приёмников нового поколения на основе собственного арсенид-галлиевого производства

Планируемые основные результаты проекта

А. Научные

  • Концепция формирования перспективных методов и выбора средств высокоточной навигации и управления движением космических аппаратов на НО, ГСО, ВЭО
  • Методы высокоточной навигации и управления движением КА на НО, ГСО, ВЭО, позволяющие повысить автономность функционирования компонент Национальной информационной спутниковой системы
  • Программа, методики и результаты экспериментальных исследований перспективных методов и средств высокоточной навигации и управления движением КА, реализованных с использованием программного прототипа навигационного приёмника

Б. Технические

  • Программный прототип комплексированного навигационного приёмника
  • Программно-аппаратный комплекс моделирования процессов позиционирования КА
  • Макетные образцы двух видов многоканальных ГНСС-приёмников нового поколения
  • Программа, методики и результаты экспериментальных исследований макетных образцов многоканальных ГНСС-приёмников

В. Конструкторско-технологические

  • Кнструкторско-технологическая разработка и результаты исследований экспериментальных образцов компонентов многоканальных ГНСС-приёмников нового поколения, созданных на основе собственного арсенид-галлиевого производства, в составе двухпозиционного коммутатора и малошумящего усилителя
«Создание электронно-лучевых вневакуумных систем с плазменным эмиттером и разработка на их основе пучковых технологий получения композиционных нанопорошков для электронно-лучевой наплавки износо-, коррозионно- и жаростойких покрытий и конструирования трёхмерных изделий методами послойного спекания» (соглашение о предоставлении субсидии № 14.577.21.0018 от 5 июня 2014 г.)

Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: общество с ограниченной ответственностью «СИГМА.Томск» (ООО «СИГМА.Томск»)

Общая сумма инвестиций: 93,5 миллиона рублей, в том числе:

  • 43,5 миллиона рублей – субсидия в рамках федеральной целевой программы,
  • 50 миллионов – внебюджетные средства софинансирования.

Руководитель проекта: профессор кафедры физики д. т. н. Н. Г. Ремпе

Цели проекта

  • Создание высокоэффективного конкурентоспособного промышленного оборудование – устройства вывода сфокусированных пучков в атмосферу на основе плазменного эмиттера
  • Создание на базе разработанного устройства основ новых эффективных вневакуумных технологий производства нанопорошков, получение износо-, коррозионно- и жаростойких покрытий методами электронно-лучевой наплавки порошков
  • Создание основ новых вневакуумных электронно-лучевых технологий конструирования треёхмерных изделий методами послойной электронно-лучевой наплавки

Задачи проекта

1. Научные

  • Исследования высоковольтной эмиссии электронов из плазмы в газонаполненный промежуток с высоким градиентом электрического поля
  • Изучение особенностей и условий формирования электронного пучка в электронно-оптической системе с плазменным эмиттером в условиях повышенного давления газа
  • Изучение методов и подходов к созданию систем транспортировки электронного пучка, сформированного высоковольтной пушкой с плазменным эмиттером, в газ атмосферного давления

2. Технические

  • Создание энергоэффективного вневакуумного электронно-лучевого устройства на основе пушки с плазменным эмиттером
  • Создание универсального экспериментального стенда для исследований и отработки режимов работы в вакууме и атмосфере электронно-лучевого оборудования и проведения технологических экспериментов
  • Разработка алгоритмов управления параметрами и режимами работы вневакуумного электронно-лучевого устройства, обеспечивающих автоматизацию технологических экспериментов

3. Технологические

  • Разработка основ вневакуумной электронно-лучевой технологии получения композиционных нанопорошков
  • Разработка основ вневакуумной электронно-лучевой технологии наплавки износо-, коррозионно- и жаростойких покрытий
  • Разработка основ вневакуумной электронно-лучевой технологи создания трёхмерных изделий методами послойного спекания порошковых материалов

В ходе реализации проекта по соглашению о предоставлении субсидии от 05.06.2015 г. № 14.577.21.0018 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы»

На этапе № 1 в период с 05.06.2014 г. по 31.12.2014 г. выполнялись следующие работы:

  • анализ информационных источников (научной, научно-технической, конструкторской литературы),
  • анализ вариантов создания электронных пучков в атмосфере безэлектродного канала транспортировки,
  • проведение патентных исследований,
  • разработка технических заданий на изготовление нестандартных специализированных устройств,
  • разработка эскизной конструкторской документации на макет разрядной камеры макета высоковольтной пушки с плазменным эмиттером,
  • изготовление макета разрядной камеры макета высоковольтной пушки с плазменным эмиттером,
  • проведение модельных расчётов условий формирования электронного пучка в высоковольтной пушке с плазменным эмиттером,
  • материально-техническое обеспечение работ.

На этапе № 2 в период с 01.01.2015 г. по 30.06.2015 г. выполнялись следующие работы:

  • разработка эскизной конструкторской документации на макет высоковольтной пушки с плазменным эмиттером,
  • изготовление макета высоковольтной пушки с плазменным эмиттером,
  • проведение экспериментальных исследований процессов и условий формирования электронного пучка макетом высоковольтной пушки с плазменным эмиттером,
  • разработка компьютерной модели системы дифференциальной откачки,
  • проведение численного моделирования условий течения газа, распределения давления в системе дифференциальной откачки и генерации плазмы,
  • разработка принципов построения и конструкции выводных окон системы дифференциальной откачки,
  • разработка эскизной конструкторской документации на макет системы дифференциальной откачки,
  • изготовление макета системы дифференциальной откачки,
  • проверка результатов численного моделирования условий течения газа и распределения давления в системе дифференциальной откачки, а также генерации плазмы,
  • разработка эскизной конструкторской документации на макет устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • представление результатов исследований на конференциях и(или) семинарах по пучкам заряженных частиц, пучковым технологиям и плазменной эмиссионной электроники,
  • материально-техническое обеспечение работ,
  • проведение маркетинговых исследований рынка электронно-лучевого оборудования, в том числе для вывода электронного пучка в атмосферу.

На этапе № 3 в период с 01.07.2015 г. по 31.12.2015 г. выполнялись следующие работы:

  • изготовление макета устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • разработка программы и методики испытаний макета устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • проведение испытаний макета устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера по разработанным программе и методикам испытаний,
  • подача заявки на патент (изобретение или полезная модель) «Высоковольтная пушка с плазменным эмиттером»,
  • проведение экспериментальных исследований процессов и условий транспортировки электронного пучка в областях с различным давлением системы дифференциальной откачки,
  • выбор и обоснование варианта системы дифференциальной откачки,
  • проведение диагностики параметров электронного пучка макета устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • представление результатов исследований на конференциях и(или) семинарах по транспортировке электронного пучка в макете устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • материально-техническое обеспечение работ,
  • создание на площадях индустриального партнёра рабочих мест и их оснащение специализированным оборудованием для проведения технологических экспериментов по проекту.

При этом получены следующие основные научные и технические результаты

  1. Результаты патентных исследований. Определён прототип разрабатываемого макета устройства вывода электронного пучка в атмосферу на основе плазменного эмиттера. Выбранный прототип использует в своём составе термокатодную пушку. Установлена патентная чистота устройства вывода электронного пучка на основе плазменного эмиттера. Подобное устройство не запатентовано и не фигурирует в базах данных публикаций IEEExplore.
  2. Разработана конструкция и изготовлен макет разрядной камеры макета высоковольтной пушки с плазменным эмиттером.
  3. Результаты моделирования и экспериментальных исследований процессов формирования и транспортировки электронного пучка в электронно-оптической системе с плазменным эмиттером. Моделирование проводилось на вычислительном кластере, состоящем из пяти узлов (Intel Core i5, 8 Gb), четыре из которых дополнительно оборудованы графическим ускорителем (GPU Nvidia Tesla C2050/70). Для моделирования применялись программные коды KOBRA3-INP, OOPIC Pro. Кроме получения необходимых для разработки макета высоковольтной (120 кВ) пушки параметров, моделирование позволило впервые выявить существенные особенности электронно-оптической системы с плазменным эмиттером, состоящие в практически полной нейтрализации пространственного заряда электронного пучка в пространстве ускорения электронов. Показано также, что в отдельных режимах эмиссии электронный пучок может оказаться положительно заряженным из-за перекомпенсации пространственного заряда электронов ионами.
  4. Результаты моделирования и экспериментальных исследований течения газа в пушке с плазменным эмиттером и устройстве дифференциальной откачки тракта транспортировки пучка. Отличительная особенность решения газовой задачи состоит в том, что в пушке с плазменным эмиттером необходимо учитывать поток газа, напускаемого в разрядную камеру. Расчёты устройства дифференциальной откачки проведены для давления в области генерации электронного пучка около 0,001 мм рт. ст. Показано, что перепад давления до атмосферного в тракте транспортировки пучка может быть обеспечен двумя ступенями, которые откачиваются насосами с оптимальной производительностью.
  5. Результаты модельных и экспериментальных исследований позволили разработать конструкции и изготовить макеты пушки и системы транспортировки электронного пучка в атмосферу.
  6. Результаты прикладных научных исследований, выполненных на этапе № 1 и № 2 позволили создать макет устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера.
  7. Получено положительное решение на полезную модель «Электронный источник с плазменным эмиттером».

На этапе № 4 в период с 01.01.2016 г. по 30.06.2016 г. выполнялись следующие работы:

  • расчёты тепловых процессов в системе «порошок – подложка» при воздействии электронным пучком, выведенным в атмосферу,
  • разработка лабораторных регламентов вневакуумных электронно-лучевых технологий,
  • термодинамические расчёты, позволившие определить режимы работы электронной пушки и манипуляторов перемещения электронного пучка для СВС-синтеза карбидов титана и хрома и вневакуумной электронно-лучевой наплавки в едином технологическом цикле,
  • технологические эксперименты по получению нанопорошков, электронно-лучевой наплавке износо-, коррозионно- и жаростойких покрытий,
  • разработка программ и методик исследовательских испытаний экспериментальных образцов,
  • проведение исследовательских испытаний экспериментальных образцов,
  • обобщения и выводы по результатам технологических экспериментов испытаниям экспериментальных образцов, составление рекомендаций и предложений по использованию результатов научных исследований,
  • составление промежуточного отчёта о прикладных научных исследованиях,
  • представление результатов тепловых расчётов вневакуумной электронно-лучевой наплавки, технологических экспериментов, и исследований полученных образцов на конференциях и семинарах,
  • материально-техническое обеспечение исследований и технологических экспериментов.

При этом получены следующие основные научные и технические результаты

  1. На основе экспериментальных исследований показана возможность получения нанопорошков ZnO (оксид цинка) и Zn (цинк) электронно-лучевым методом в атмосфере, определены оптимальные режимы испарения мишени вневакуумным электронным пучком.
  2. Методами моделирования тепловых процессов в системе «порошок – подложка» при воздействии выведенным в атмосферу электронным пучком выбрана технология наплавки износо-, коррозионно- и жаростойких покрытий, определены предварительные режимы формирования трёхмерных изделий послойным спеканием.
  3. Разработана методика и выполнены термодинамические расчёты наплавки покрытий с предварительным синтезом карбидов титана и хрома в самораспространяющемся высокотемпературном химическом процессе (СВС).
  4. Из расчётов получены режимы вневакуумной электронно-лучевой наплавки покрытий, получены покрытия карбидов титана и хрома на поверхности конструкционной стали.
  5. Показана возможность «выращивания» изделия электронным лучом методом послойного спекания порошковых материалов вне вакуума.

Все результаты получены при использовании выведенного в атмосферу электронного пучка с энергией 120 кэВ, созданного высоковольтной пушкой с плазменным эмиттером. Энергия электронов в экспериментах на порядок ниже, чем в промышленных ускорителях, которые используются в настоящее время для реализации подобных технологий. Все результаты технологических экспериментов получены впервые.

На этапе № 5 в период с 01.07.2016 г. по 31.12.2016 г. выполнялись следующие работы:

  • проводился термодинамический анализ процессов электронно-лучевого послойного спекания порошков нержавеющей стали и алюминия вне вакуума,
  • выполнялись технологические эксперименты по формированию экспериментальных образцов трёхмерных изделий,
  • проводился анализ свойств полученных экспериментальных образцов трёхмерных изделий,
  • разрабатывались алгоритмы управления параметрами и режимами работы макета устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера, обеспечивающие автоматизацию процессов проведения технологических экспериментов,
  • составлялись заявки на патент (изобретение или полезная модель) на устройство вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • вырабатывались рекомендации по использованию результатов научных исследований для создания опытного образца устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера,
  • разрабатывался проект технического задания на проведение ОКР по теме «Создание устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера».

При этом получены следующие основные научные и технические результаты

  1. Составлен заключительный отчёт о прикладных научных исследованиях, содержащий:
    • результаты технологических экспериментов по получению трёхмерных изделий методом послойной электронно-лучевой наплавки порошковых материалов,
    • алгоритмы управления параметрами и режимами работы макета устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера, обеспечивающие автоматизацию процессов проведения технологических экспериментов,
    • технико-экономическую оценку результатов научных исследований,
    • рекомендации и предложения по использованию результатов научных исследований,
    • обобщение и выводы по результатам научных исследований.
  2. Разработано техническое задание на проведение ОКР по теме «Создание устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера».
  3. Получены охранные документы на программы для ЭВМ.
  4. Поданы заявки на патент на изобретение и полезную модель.

Важным результатом этапа 5 является создание основ вневакуумной технологии формирования трёхмерных изделий методом послойной электронно-лучевой наплавки порошковых материалов.

Реализация указанной технологии в атмосфере с использованием устройства, генерирующего низкоэнергетичный электронный пучок (энергия пучка на порядок ниже, чем в ускорителях, используемых для реализации подобных технологий) с его последующей транспортировкой в атмосферу, осуществляется впервые и является результатом, имеющим мировое значение. Технология послойного спекания порошкового материала относится к аддитивным технологиям и позволят создавать изделия с минимальным количеством отходов, связанных с обработкой исходного сырья.

Партнёры и соисполнители проекта

 

  • Макет разрядной камеры макета высоковольтной пушки с плазменным эмиттером
  • Макет высоковольтной пушки с плазменным эмиттером
  • Плазмонаполненный канал
  • Макет системы дифференциальной откачки
  • Макет устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера
  • Макет устройства вывода электронного пучка в область с атмосферным давлением на основе плазменного эмиттера
  • Фотография, иллюстрирующая процесс испарения оксида цинка
  • Структура поверхности карбида хрома, наплавленного на нержавеющую сталь
  • Фото нанопорошка окиси цинка
«Разработка энергоcберегающей светодиодной лампы с конвекционным газовым охлаждением излучателей и сферическим светораспределением, адаптированной к традиционной технологии массового производства ламп накаливания» (соглашение о предоставлении субсидии № 14.577.21.0061 от 5 июня 2014 г.)

Приоритетное направление: энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Критическая технология: создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии
Период выполнения: 05.06.2014 – 31.12.2016 гг.

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 43,5 миллиона рублей
Внебюджетные средства: 55,02 миллиона рублей

Исполнитель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Индустриальный партнёр: общество с ограниченной ответственностью «Руслед»
Научный руководитель работ: директор НИИ светдоиодных технологий, заведующий кафедрой РЭТЭМ Туев Василий Иванович

Цель прикладного научного исследования: разработка прототипа светодиодной лампы с конвекционным газовым охлаждением и сферическим светораспределением

Задачи прикладного научного исследования

Разработка энергоэффективного источника света и его составных частей

Работы по проекту завершены.

Основные результаты, полученные на первом этапе

  1. Получен диэлектрический композиционный материал на основе алюмосиликата, наполненного оксогидроксидом алюминия, с высокой теплопроводностью и большой адгезионной прочностью, который можно использовать для изготовления основания излучающих элементов.
  2. Разработан новый токопроводящий композиционный материал на основе смесей сополимера винилхлорид-малеиновый ангидрид с нано- и микрочастицами серебра, который может быть использован в качестве клея для посадки кристаллов на диэлектрическое основание. Полученный материал обладает низким удельным электрическим сопротивлением (до 3,1·10-8 Ом×м), приближающимся к сопротивлению чистого серебра (1,6·10-8Ом×м).
  3. Получена 3D-модель светоизлучающего элемента ленточной структуры, также проведён инженерный расчёт теплового режима одного светоизлучающего элемента, в результате которого была получена карта распределения температур. Полученные результаты позволяют судить о характере распределения температур по всему объёму исследуемого объекта, определить максимальную температуру, области концентрации повышенных температур.

Основные результаты, полученные на втором этапе

  1. На основе анализа свойств светодиодной лампы с заполнением колбы лампы воздухом и инертным газом методом моделирования установлено, что в качестве газа-наполнителя целесообразно использовать гелий. Давление внутри колбы выбирается, исходя из соображений технологичности.
  2. С использованием результатов испытаний макетных образцов основных узлов светодиодной лампы установлено, что максимальное количество светодиодных светоизлучающих элементов, которое может быть установлено в колбе, исходя из требований теплового режима, равняется четырём.
  3. Установлено, что наиболее выгодной конструкцией является вариант с 4 изогнутыми на 3 мм светоизлучающими элементами, т. к. имеет наиболее равномерную диаграмму кривой силы света и наибольшее абсолютное значение светового потока.
  4. Предложено новое схемотехническое решение устройства питания для цепи из последовательно соединённых светоизлучающих диодов, отличающееся увеличенным световым потоком, уменьшенной эмиссией гармоник в электрическую сеть и увеличенным значением коэффициента мощности.
  5. Проведены патентные исследования, установлена патентоспособность двух технических решений, поданы заявки на патенты на изобретение РФ «Токопроводящая клеевая композиция» и «Схема подключения светодиодного светового прибора в сеть переменного тока».

Основные результаты, полученные на третьем этапе

  1. Разработана эскизная КД на макетные образцы лампы светодиодной в соответствии с п.3.1.4 ТЗ для вариантов:
    • эскизная КД ЕГВА.433751.702 – с использованием двух светоизлучающих элементов ленточной структуры,
    • эскизная КД ЕГВА.433751.703 – с использованием трёх светоизлучающих элементов ленточной структуры, двух прямолинейных и одного дугообразного,
    • эскизная КД ЕГВА.433751.704 – с использованием четырёх светоизлучающих элементов ленточной структуры с заполнением колбы лампы воздухом и инертным газом (гелием).
  2. Доработана эскизная КД на макетные образцы устройства питания в соответствии с рекомендациями комиссии по акту испытаний макетных образцов устройства питания от 19.05.2015 г.:
    • эскизная КД ЕГВА. 435111.705 – импульсное устройство питания лампы,
    • эскизная КД ЕГВА. 435111.706 – линейное устройство питания лампы.
  3. Разработаны программы и методики испытаний макетных образцов светодиодной лампы и макетных образцов устройства питания:
    • программа и методики испытаний макетных образцов лампы светодиодной ЕГВА.433751.704 ПМ,
    • программа и методики испытаний макетных образцов устройства питания ЕГВА.435111.705 ПМ.
  4. Изготовлены макетные образцы светодиодной лампы по вариантам в соответствии с п. 3.1.4 ТЗ:
    • ЕГВА.433751.702 №№ 1, 2 – с использованием двух светоизлучающих элементов ленточной структуры,
    • ЕГВА.433751.703 №№ 3, 4 – с использованием трёх светоизлучающих элементов ленточной структуры, двух прямолинейных и одного дугообразного,
    • ЕГВА.433751.704 №№ 5, 6 – с использованием четырёх светоизлучающих элементов ленточной структуры с заполнением колбы лампы инертным газом (гелием),
    • ЕГВА.433751.704 №№ 7, 8 с использованием четырёх светоизлучающих элементов ленточной структуры с заполнением колбы лампы воздухом.
  5. Проведены испытания макетных образцов светодиодной лампы и макетных образцов устройства питания.
  6. Закуплено контрольно-измерительное оборудование, необходимое для проведения испытаний на следующих этапах ПНИ.
  7. Приобретены материалы и комплектующие для изготовления экспериментальных образцов светодиодной лампы на следующем этапе ПНИ.
  8. Закуплены оборудование и материалы для изготовления приспособлений для изготовления экспериментальных образцов светодиодной лампы на следующем этапе ПНИ.
  9. Обеспечена правовая охрана результатов ПНИ: получен патент на полезную модель № 154195, Российская Федерация, МПК7: H05B 37/00. Источник питания для мощных светодиодов // Голдаев А.А., Иванов А. А., Туев В. И., Фёдоров А. В. (RU) – № 2014144019; заявл. 05.11.2014. Зарегистрирован 21.07.2015.
  10. Проведено участие в мероприятиях по демонстрации и популяризации результатов ПНИ.

Основные результаты, полученные на четвёртом этапе

  1. На основе результатов выполнения работ предыдущих этапов с использованием исследовательских инструментов современного уровня, таких как компьютерное моделирование светового и теплового распределения в СИЭ и в колбе лампы, разработана конструкторская документация для светодиодной лампы ЕГВА.433751.704.01 и ЕГВА.433751.705.
  2. Результаты работ предыдущих и отчётного этапов опубликованы в трудах международных конференций.
  3. Моделирование и конструирование разрабатываемой лампы светодиодной осуществляется с применением современных систем автоматизированного проектирования КОМПАС-3D, Altium Dessigner, Solidworks. Системы автоматизированного проектирования КОМПАС-3D, Altium Dessigner, Solidworks соответствуют современному уровню науки и техники.
  4. Прикладная значимость решенных задач разработки конструкторской документации энергоcберегающей светодиодной лампы с конвекционным газовым охлаждением излучателей и сферическим светораспределением, адаптированной к традиционной технологии массового производства ламп накаливания заключается во вкладе в формирование нового направления в светотехнике, основанном на получении результирующего светового потока от большого количества маломощных светодиодных кристаллов. Для промышленного производства это очередной шаг в постановке на серийное производство инновационной энергосберегающей продукции.
  5. Эффективное взаимодействие получателя субсидии с индустриальным партнёром подтверждается еженедельными совместными научно-техническими совещаниями, проводимыми в соответствии с планом-графиком, приведённом в приложении 3, на которых проводится планирование, координация и проверка результатов совместных работ в краткосрочной перспективе. Такое взаимодействие получателя субсидии с индустриальным партнёром привело к выполнению всех запланированных работ в плане-графике исполнения обязательств при выполнении прикладных научных исследований (проекта) по теме «Разработка энергоcберегающей светодиодной лампы с конвекционным газовым охлаждением излучателей и сферическим светораспределением, адаптированной к традиционной технологии массового производства ламп накаливания» в установленные сроки и в полном объёме.
  6. Разработанные программы и методики испытаний на данном этапе ПНИ позволяют подтвердить значения, установленные в техническом задании.
  7. В приложении Б к ЕГВА.433751.704.01 ПМ предусмотрено использование испытательного и контрольно-измерительного оборудования, закупленного на предыдущих этапах ПНИ.
  8. Испытания проводятся на базе получателя субсидии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» (ТУСУР) и индустриального партнёра ООО «Руслед», что подтверждает эффективность взаимодействия получателя субсидии с индустриальным партнёром.
  9. В соответствии с требованиями ТЗ и планом-графиком изготовлены экспериментальные образцы лампы светодиодной ЕГВА.433751.704.01 в количестве 30 шт. и лампы светодиодной ЕГВА.433751.705 в количестве 30 шт.
  10. В соответствии с требованиями ТЗ и планом-графиком испытания экспериментальных образцов ламп проведены в полном объёме и в установленные сроки.
  11. Устранены замечания комиссии по акту испытаний макетных образцов лампы светодиодной от 18.12.2015 (на этапе 3 выполнения ПНИ) в части значения равномерности КСС в меридиональной плоскости и увеличения конструктивно-технологического запаса по этому параметру.
  12. По результатам испытаний комиссией рекомендовано для проведения дальнейших работ по выполнению ПНИ принять варианты лампы ЕГВА.433751.704.01 и ЕГВА.433751.705.13.
  13. Закупленное оборудование для испытания экспериментальных образцов светодиодной лампы соответствует поставленным перед проектом научно-техническим задачам и современному уровню науки.
  14. Получены научно-технические результаты, обладающие новизной и подлежащие правовой охране. Правовая охрана обеспечена тремя заявками на патенты на изобретения и двумя заявками на патенты на полезную модель.

Основные результаты, полученные на пятом этапе

  1. На основе результатов выполнения работ предыдущих этапов, полученных с использованием исследовательских инструментов современного уровня, таких как компьютерное моделирование светового и теплового распределения в СИЭ и в колбе лампы, проведено обобщение результатов исследований ПНИ.
  2. Разработан проект технического задания на проведение ОКР «Разработка светодиодной лампы с конвекционным газовым охлаждением и сферическим светораспределением».
  3. Цели ПНИ достигнуты, задачи решены полностью. Требования пунктов технического задания выполнены полностью, составлена ведомость соответствия результатов выполнения проекта техническому заданию. 
  4. Разработаны рекомендации и предложения по использованию в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках:
    • светодиодного излучающего элемента,
    • устройства питания,
    • колбы и конструкции опорной,
    • лампы светодиодной.
  5. Закупленное оборудование для испытания экспериментальных образцов светодиодной лампы на электромагнитную совместимость соответствует поставленным перед проектом научно-техническим задачам и современному уровню науки.
  6. Разработана программа и методики испытаний на электромагнитную совместимость ЕГВА.433751.705.02 ПМ. Проведены испытания. Установлено, что экспериментальные образцы лампы светодиодной ЕГВА.433751.704.01 и экспериментальные образцы лампы светодиодной ЕГВА.433751.705 соответствуют требованиям ГОСТ 30804.6.3-2013, СТБ ЕН 55015-2006 и ГОСТ 30804.3.2-2013.
  7. Разработан базовый технологический маршрут изготовления светодиодной лампы.
  8. В результате проведённого функционально-стоимостного анализа признан лучшим и рекомендуется к внедрению вариант лампы ЕГВА.433751.704.01.
  9. Подтверждена экономическая целесообразность последующей разработки и запуска лампы светодиодной ЕГВА.433751.704.01 в серийное производство.
  10. Эффективное взаимодействие получателя субсидии с индустриальным партнёром привело к выполнению всех запланированных работ в плане-графике исполнения обязательств при выполнении прикладных научных исследований (проекта) по теме «Разработка энергоcберегающей светодиодной лампы с конвекционным газовым охлаждением излучателей и сферическим светораспределением, адаптированной к традиционной технологии массового производства ламп накаливания» в установленные сроки и в полном объёме.

Таким образом, все работы пятого этапа и ПНИЭР в целом выполнены в полном объёме в установленные сроки в соответствии с планом графиком и ТЗ, все поставленные задачи решены, цели ПНИЭР достигнуты.

«Создание программно-аппаратного комплекса для управления стеганографической информацией для мультимедиа потоков в цифровом телевидении» (соглашение о предоставлении субсидии № 14.577.21.0153 от 28 ноября 2014 г.)

Период выполнения: 28.11.2014 г. – 31.12.2016 г.

Плановое финансирование проекта

Бюджетные средства: 14,5 миллиона рублей
Внебюджетные средства: 12,5 миллиона рублей

Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Соисполнитель: общество с ограниченной ответственностью «Элекард-ЦТП»
Индустриальный партнёр: общество с ограниченной ответственностью «Элект»
Научный руководитель работ: проректор по научной работе и инновациям ТУСУРа, заведующий кафедрой безопасности информационных систем Мещеряков Роман Валерьевич

Цель прикладных научных исследований и экспериментальных разработок (ПНИЭР)

Исследование и разработка научно-технических решений, направленных на построение информационной системы управления стеганографической информацией, передаваемой по открытым интернет-сетям в потоках интернет-вещания, обеспечивающей свойства конфиденциальности, целостности и доступности, возможность подтверждения авторства, неотказуемость, а также робастность схем встраивания сообщений в мультимедиаконтент.

Основные полученные результаты

Этап № 1 «Выбор направления исследований» (28.11.2014 г. – 31.12.2014 г.)

  1. Проведён аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР.
  2. Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
  3. Выполнено обоснование и выбор направления исследований.
  4. Подготовлена программно-аппаратная платформа по работе с мультимедиаконтентом.
  5. Разработан бизнес-план внедрения информационной системы.
  6. Проведены маркетинговые исследования с целью изучения перспектив коммерциализации РИД.

В результате проведённого аналитического обзора определено, что разрабатываемые методы встраивания информации в мультимедиаконтент и извлечения информации из мультимедиаконтента должны быть построены на основе классических методов, их комбинаций и вновь предложенных подходов к построению стегоконтейнеров на основе информационных последовательностей мультимедиаданных. В свою очередь метод определения наличия встроенной информации в мультимедиаконтенте, являющийся методом стегоанализа, должен быть гибридным и сочетать в себе аппарат математической статистики и вычислительного интеллекта.

Проведённые патентные исследования показали актуальность и перспективность тематики ПНИЭР и позволили установить, что научно-технические решения, которые должны быть разработаны в настоящем проекте, не повторяют решений, выявленных в ходе анализа патентной документации, позволяют закрыть актуальные современные задачи информационной безопасности и, как следствие, обладают патентоспособностью.

Кроме того, по итогам анализа патентной документации коллективу исполнителей проекта предложены рекомендации по обеспечению патентной чистоты научно-технических результатов, которые ожидается получить в результате выполнения ПНИЭР.

Этап № 2 «Теоретические исследования поставленных перед ПНИЭР задач (очередь 1)» (01.01.2015 г. – 30.06.2015 г.)

  1. Предложен новый подход к использованию цифровых объектов в качестве носителей стегоконтейнеров, основанный на использовании для записи встраиваемых данных фазового спектра дискретного преобразования Фурье, и разработан алгоритм встраивания информации в цифровые изображения на основе данного подхода.
  2. Разработан новый подход к использованию цифровых объектов в качестве носителей стегоконтейнеров, основанный на использовании для записи встраиваемых данных информации о разбиении кадров видеопоследовательности на блоки, и разработан алгоритм встраивания информации в видеопоследовательности на основе данного подхода.
  3. Разработаны новый метод внедрения информации в мультимедиаконтент и парный ему метод извлечения информации, основанные на гибридизации известных стеганографических алгоритмов и их модификаций; для обеспечения применимости разработанных методов к мультимедиаконтенту произвольного типа в их составе были реализованы наборы алгоритмов, предназначенных для работы с цифровыми объектами различного типа; при выборе алгоритмов были учтены сформированные в результате выполнения этапа № 1 работы над проектом рекомендации по обеспечению патентной чистоты ожидаемых результатов проекта.
  4. Разработана и наполнена контентом база данных стеганографических сигнатур, являющая одним из элементов архитектуры комплексной системы управления стеганографической информацией и содержащая вспомогательные данные, необходимые для организации взаимодействия модулей, составляющих систему.
  5. Разработаны требования к стегоконтейнерам в зависимости от условий существования информационных носителей, уточняющие требования технического задания к экспериментальному образцу информационной системы управления стеганографической информацией.

Этап № 3 «Теоретические исследования поставленных перед ПНИЭР задач (очередь 2)» (01.07.2015 г. – 31.12.2015 г.)

  1. Разработан метод определения наличия встроенной информации в мультимедиаконтенте на основе нечёткой классификации и его алгоритмическая реализация.
  2. Разработан новый метод определения наличия цифровых водяных знаков в цифровых изображениях на основе анализа контуров объектов и его алгоритмическая реализация.
  3. Спроектирована архитектура информационной системы управления стеганографической информацией, основанная на использовании облачной технологии для доведения услуг до пользователя посредством веб-интерфейса через сеть Интернет и поддерживающая возможность добавления новых реализаций алгоритмов обработки (плагинов). Спроектированная архитектура описывает построение информационной системы из отдельных программных компонентов, реализующих методы и алгоритмы, разработанные на текущем и предыдущем этапах. Разработанная ранее база данных стеганографических сигнатур является одним из элементов архитектуры и содержит вспомогательные данные, необходимые для организации взаимодействия модулей, составляющих систему.
  4. Разработан бизнес-план по коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности, планируемых к получению по итогам выполнения проекта.
  5. Разработаны требования к аппаратной реализации сервера информационной системы управления стеганографической информацией.

Этап № 4 «Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИЭР задач» (01.01.2016 г. – 30.06.2016 г.)

  1. Разработаны программные модули информационной системы управления стеганографической информацией, и на их основе создан экспериментальный образец данной информационной системы.
  2. Проведены экспериментальные исследования экспериментального образца информационной системы управления стеганографической информацией.
  3. Проведено комплексное тестирование безопасности экспериментального образца информационной системы управления стеганографической информацией.
  4. Проведена оценка результатов интеллектуальной деятельности.

Экспериментальный образец информационной системы управления стеганографической информацией построен в соответствии с архитектурой, разработанной на этапе 3. В качестве алгоритмического обеспечения программных модулей использованы методы и алгоритмы, полученные на этапах 2 и 3.

По итогам экспериментальных исследований ЭО ИС составлены рекомендации по доработке ЭО ИС в ходе завершающего этапа выполнения проекта.

Этап № 5 «Обобщение и оценка результатов исследований» (01.07.2016 г. – 30.12.2016 г.)

  1. осуществлена корректировка программного кода инструментальных модулей экспериментального образца информационной системы управления стеганографической информацией по результатам экспериментальных исследований;
  2. осуществлена корректировка программной документации на экспериментальный образец информационной системы управления стеганографической информацией по результатам экспериментальных исследований;
  3. разработаны инструменты встраивания для информационной системы управления стеганографической информацией;
  4. проведены дополнительные патентные исследования.

Корректировка программного кода инструментальных модулей ЭО ИС и соответствующей программной документации осуществлена на основании результатов экспериментальных исследований ЭО ИС, проведенных в ходе этапа 4 выполнения проекта.

Задачи, поставленные на этапе № 5 выполнения проекта, полностью решены. Достигнутые результаты соответствуют требования Технического задания на выполнение ПНИЭР.