Pierwsze polskie oprogramowanie do projektowania anten UWB

Nad oprogramowaniem wspomagającym projektowanie anten pracujących w standardzie UWB (Ultra Wide-Band) pracuje Mariusz Pergoł z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej. 

Standard UWB, czyli bardzo szerokie pasmo częstotliwości, pozwala na bardzo szybką transmisję danych np. między aparatem cyfrowym a komputerem, na badania materiałów budowlanych, a nawet na badanie czynności życiowych, np. bicia serca lub oddechu, na odległość. Oprogramowanie komercyjne jest bardzo drogie. Laureat programu InnoDoktorant chce zaoferować rodzimemu przemysłowi alternatywę. 

– Anteny to urządzenia umożliwiające zamianę sygnału elektrycznego prowadzonego w kablu na falę elektromagnetyczną wysyłaną w przestrzeń, czyli w powietrze. Pozwalają też na zamianę fali elektromagnetycznej na sygnał elektryczny – tłumaczy Mariusz Pergoł.

Standard UWB badacz definiuje jako bardzo szerokie pasmo częstotliwości udostępnione przez właściwą komisję dla zastosowań cywilnych. W Stanach Zjednoczonych odpowiada za to Federal Communications Commission, w krajach UE – Komisja Europejska. KE wydała dwie decyzje dopuszczające wykorzystywanie urządzeń UWB w roku 2007 i 2009; w USA komisja FCC zatwierdziła standard w 2002 roku. Udostępniając standard UWB zezwolono na wysyłanie w przestrzeń sygnałów o bardzo szerokim paśmie. 

„Szerokość pasma dla systemów telefonii komórkowej (GSM, UMTS) jest kilkadziesiąt razy mniejsza od szerokości pasma UWB – porównuje Pergoł. – To niesie za sobą konkretne korzyści. Standard można zastosować do bardzo szybkiej transmisji danych – do kilkuset Mb/s. Można ją wykorzystać np. do bezprzewodowego przegrywania zdjęć z aparatu cyfrowego do komputera. Liczne są też zastosowania radarowe – do badania materiałów budowlanych lub parametrów życiowych na odległość.”

Poza pracą nad oprogramowaniem wspomagającym projektowanie płaskich i cienkich anten, doktorant planuje zaprojektowanie, wykonanie i pomiar parametrów elektrycznych kilku takich urządzeń.

„Istniejące oprogramowanie komercyjne wspomagające projektowanie anten jest bardzo drogie. Koszt rocznej licencji takiego oprogramowania to kilkadziesiąt tysięcy dolarów. Praca nad stworzeniem oprogramowania alternatywnego do narzędzi komercyjnych daje możliwość dogłębnego poznania zjawisk fizycznych zachodzących w antenach. Zdobytą wiedzę zamierzam wykorzystać przy projektowaniu anten” – deklaruje rozmówca PAP.

Dodaje, że w skład urządzeń standardu UWB, w zależności od zastosowań, wchodzą różne elementy. Układ bezprzewodowej transmisji danych zbudowany jest inaczej niż układy detekcyjne i radarowe. Częścią wspólną są właśnie anteny, jednak nad każdym z elementów należy prowadzić badania, jeżeli celem jest stworzenie w pełni działającego systemu.

Finansowanie takich badań stwarza, zdaniem Pergoła, możliwość zaprojektowania, wykonania i sprzedania gotowego systemu. Standard jest niezwykle obiecujący, o czym świadczą badania prowadzone na całym świecie zarówno przez ośrodki badawcze jak i przemysłowe. To jedna z przyczyn, dla których Mariusz Pergoł otrzymał jedno ze stypendiów III edycji programu „InnoDoktorant”. Program wspiera autorów prac nad zagadnieniami istotnymi dla rozwoju innowacyjności w województwie pomorskim.

„Pierwsze trzy lata studiów doktoranckich dzieliłem na pracę nad doktoratem oraz zlecenia, za które otrzymywałem wynagrodzenie. Obecnie, dzięki uzyskanemu stypendium, mogę skupić się na pracy doktorskiej. Jestem na etapie tworzenia modelu matematycznego anten planarnych oraz oprogramowania wspomagającego ich projektowanie. Innymi słowy sprawdzam, jak zaproponowana przeze mnie metoda zachowuje się w analizie zjawisk zachodzących w antenach” – tłumaczy.

Zapewnia, że pozytywne rezultaty badań pozwolą na zaprojektowanie i wykonanie anten planarnych dla zastosowań w UWB. Adresatem jego prac jest sektor elektroniczny, produkujący i projektujący zarówno anteny, jak i inne urządzenia elektroniczne.

Podkreśla przy tym, że współpraca z gospodarką jest w jego dyscyplinie konieczna. Aby wyniki wykonanych przez niego badań nie zostały odłożone na półkę, trzeba je komercjalizować. Pracownicy Katedry Inżynierii Mikrofalowej i Antenowej PG, której jest doktorantem, byli inicjatorami powstania klastra ICT. Ma on zacieśnić współpracę między sektorem przemysłowym a ośrodkami naukowymi. Decyzją marszałka województwa pomorskiego klaster ten uzyskał status kluczowego.

Projekt „InnoDoktorant – stypendia dla doktorantów” jest realizowany w ramach Poddziałania 8.2.2 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki 2007-2013. Stypendia w wysokości 30 tys. zł przyznano w 2010 roku już po raz trzeci.

PAP – Nauka w Polsce