Корреспондент: Александр Алексеевич, для каких целей существует лаборатория электроники и каким оборудованием она оснащена?

Александр Алексеевич Федий.

А.А.: Лабораторное оборудование в комнате 216 составляет часть лаборатории электроники кафедры. Эти научные приборы имеют двойное назначение: они позволяют проводить серьезные научные исследования, с одной стороны, и обучать студентов старшекурсников методам и приемам научной работы при выполнении лабораторных, курсовых и дипломных работ, с другой. Оборудование, сосредоточенное в лаборатории, стандартное на диапазон 8 - 12 ГГц и, тем не менее, позволяет решать многие задачи:
- проводить исследования элементов волноводного тракта;
- измерять характеристики колебательных систем, в частности, резонаторов различных типов;
- исследовать спектральные характеристики сигналов НЧ, ВЧ и СВЧ;
- измерять комплексные диэлектрическую и магнитную проницаемости в СВЧ диапазоне диэлектриков, ферритов, композитных материалов;
- исследовать отражение и поглощение СВЧ излучения различными материалами.

К.: Какова тематика дипломных работ, выполняемых в лаборатории?

А.А.: Дипломные работы, выполняемые в лаборатории, не связаны жестко с технической оснащенностью лаборатории, а имеют, в основном, два направления: свойства материалов в СВЧ диапазоне, медицинская физика.

К.: А можно поподробнее об этих направлениях?

А.А.: Во-первых, в лаборатории в последние два года по инициативе профессора В.Д. Бучельникова проводятся исследования материалов, пригодных для создания слабоотражающих покрытий. Такие листовые тонкие покрытия, если их применить в гражданском строительстве, позволят существенно уменьшить радиооблучение человека, улучшить электромагнитную обстановку в спец. лабораториях и т.д. Результаты исследований докладываются на научных конференциях различного уровня.

Например, исследовалось влияние магнитного поля на поглощение и отражение электромагнитного излучения. У всех исследовавшихся образцов зависимость коэффициента отражения R(H₀) от величины магнитного поля носит резонансный характер (см. рис.1). Зависимость R(H₀) обусловлена ферромагнитным резонансным поглощением феррита. Резонансная кривая поглощения состоит из двух: кривая поглощения в сильных магнитных полях, дающая основной вклад, и небольшой вклад в нулевом поле. Дополнительное резонансное поглощение в слабых полях связано с доменной структурой ферритов и их анизотропией. Исследовался также коэффициент отражения градиентных образцов. В образцах толщиной 6 мм с увеличением содержания ферромагнетика от внутренней границы к внешней (от 20% MnZn-феррита + 80% CaSO₄·2H₂O до 100% MnZn-феррита) обнаруживается только сильнополевая кривая поглощения.

Во-вторых, совместно с Челябинским государственным институтом лазерной хирургии проводились исследования по транскраниальной электростимуляции головного мозга человека. В связи с этим изучалось распределение стимулирующего переменного тока по объему мозга. Было установлено, что при любом расположении электродов на голове пациента, ток протекает по всему объему мозга, меняется только плотность тока в различных участках мозга.

Для выяснения оптимальных режимов электростимуляции проводились также измерения импеданса в широком диапазоне частот: от 1 кГц до 10 МГц. Измерения импеданса проводились косвенным методом. На электроды подавалось переменное напряжение амплитудой 1 В, измерялась частотная зависимость сдвига фазы между током и напряжением т.н. фазочастотная характеристика (ФЧХ) и величина протекающего тока (АЧХ). Типичные кривые ФЧХ головы некоторых пациентов приведены на рис.3, амплитудночастотные на рис.4. Интересна особенность ФЧХ и АЧХ: кривые имеют вид, характерный для ФЧХ и АЧХ последовательного колебательного контура. Область частот, в которой импеданс имеет активное сопротивление, лежит в диапазоне 1 - 2 ГГц. Однако для импедансометрии более интересными являются диапазоны частот, в которых наблюдаются максимальные изменения сдвига фазы и тока: первый - 4·103 - 6·104 Гц, и второй - 2·106 - 107 Гц. В области низких частот импеданс носит емкостной характер, а на высоких - индуктивный. Измерения импеданса позволяют исследовать и измерять нарушения водного баланса в органах. Эти исследования применяются при диагностике некоторых заболеваний. Данная разработка нашла применение на кафедре анестезиологии и реаниматологии УГМАДО г. Челябинска.

К.: Где трудоустраиваются ваши выпускники?

А.А.: Знания выпускников позволяют им работать и в качестве ведущих специалистов телекоммуникационных компаний (Utel), и разработчиками радиоэлектронной аппаратуры в частных и государственных компаниях.