Аспирант НовГУ создает новый сверхкомпактный делитель мощности нового поколения
02 ноября 2026, 12:52 65
Аспирант Политехнического института НовГУ Глеб Койфман вместе с научным руководителем Дмитрием Филипповым и коллегой Станиславом Сапельниковым разрабатывают магнитоэлектрический делитель мощности — устройство, которое можно назвать «электронным тройником» для радиосигналов. В быту его аналогом служит телевизионный «краб»: один кабель из подъезда, а на выходе сигнал разделяется на два телевизора. Разработка позволит заменить громоздкие и энергозатратные устройства, а также полностью отказаться от импортных компонентов. Проект получил поддержку гранта Фонда содействия инновациям и вошел в число победителей конкурса «Умник-2026»: на разработку выделено 500 тысяч рублей.
Как работает делитель мощности
Классические разветвители радиосигналов строятся на основе катушек индуктивности и конденсаторов. Но они громоздкие и в них теряется много энергии. Разработка ученых НовГУ решает проблему микроминиатюризации и энергоэффективности. Она работает с низкочастотными радиосигналами внутри сложных электронных систем.
— Мы создаем новый класс делителей, которые работают не на классическом электромагнетизме, а на акустических волнах внутри маленького композита из особых материалов, — отметил Глеб Койфман. — Это позволяет сделать прибор в разы меньше, избавиться от лишнего нагрева и повысить точность разделения сигнала.
Основу разработки составляют два материала. Цирконат-титанат свинца (ЦТС) — это пьезоэлектрическая керамика, которая превращает механическое сжатие в электрический ток. Аморфный магнетик (АМАГ) — это металлический сплав, который меняет свои размеры под действием магнитного поля. В физике этот эффект называется магнитострикцией. Конструктивно делитель мощности представляет собой плоскую пластину из склеенных слоев АМАГ и ЦТС.
В делителе мощности слои АМАГ и ЦТС прочно склеены между собой, а сверху и между ними нанесены два металлических контакта разной длины и один общий контакт.
— Внутри происходит двухступенчатая цепочка превращений, — объясняет Глеб Койфман. — На вход подается сигнал, который создает магнитное поле, затем слой АМАГ улавливает это поле и начинает циклически сжиматься и растягиваться с частотой в десятки килогерц. Поскольку он намертво склеен со слоем ЦТС, он начинает насильно деформировать его, запуская внутри композита мощную упругую стоячую волну. Пьезоэлектрический слой ЦТС от этого упругого движения генерирует электрическое напряжение. Поскольку наши выходные контакты (порты) имеют разную длину, они охватывают разные участки этой волны. За счет такой геометрической асимметрии мощность сигнала и делится между портами в строго заданной пропорции.
Чем разработка так уникальна и где ее можно применять
— Сейчас большинство низкочастотных делителей закупают за рубежом или производят на импортных полупроводниковых кристаллах, — рассказал Глеб Койман. — Наша технология опирается на материалы, производство которых освоено внутри страны: отечественная пьезоэлектрическая керамика и магнитомягкие сплавы. Разработка позволяет создавать полностью независимые, отечественные радиокомпоненты нового поколения.
По словам ученых, делители мощности нужны везде, где есть приём и передача радиосигналов. В гражданской сфере делитель мощности будут использоваться в телекоммуникационном оборудовании, геологоразведке и нефтегазовым секторе.
Дальнейшие планы
Сейчас проект находится на этапе компьютерного моделирования: выведены аналитические формулы и проведено 3D-моделирование. Следующий шаг — создание лабораторного прототипа для физических экспериментов. Процесс создания был поэтапным.
— Мы опирались на основы теории упругости и электродинамики, но саму систему связанных уравнений для асимметричной двухпортовой структуры с учетом неоднородности полей выводили и модифицировали самостоятельно, — поделился подробностями Глеб Койфман. — Самым трудным было выводить физико-математические зависимости и синхронизировать граничные условия механики и электрики в разных программных комплексах. Самое увлекательное — найти ошибку после долгих поисков.
Проект получил поддержку гранта Фонда содействия инновациям и вошел в число победителей конкурса «Умник-2026». ИНТЦ «Валдай» является официальным представителем Фонда в Новгородской области и регулярно выступает одной из площадок для проведения конкурса. Специалисты ИНТЦ проверяют заявки и организуют защиты проектов в онлайн- и офлайн-форматах. География участников не ограничивается Новгородской областью: на площадке ИНТЦ защиты проходят и представители других регионов. Проект Глеба Койфмана выступает одним из примеров того, как такая поддержка помогает молодым ученым получить финансирование на свои разработки.
Эту и другие новости читайте в официальном МАХ-канале Новгородского университета.
