Академік Михайло Ільченко та його наукова школа. До 80-річчя від дня народження

Надіслав: Gleb Avdeyenko , дата: нд, 10/10/2021 - 19:08

Академік Михайло Ільченко

      13 вересня голова Вченої ради КПІ ім. Ігоря Сікорського, директор Інституту телекомунікаційних систем, академік Національної академії наук України, доктор технічних наук, лауреат Державних премій в галузі науки і техніки, заслужений діяч науки і техніки України професор Михайло Юхимович Ільченко відзначив свій 80-річний ювілей. Все його свідоме життя пов'язано з університетом, його знають і глибоко шанують політехніки усіх поколінь. І не лише вони, адже ім'я М.Ю.Ільченка та його наукові праці добре відомі як в Україні, так і далеко за її межами, а без деяких його розробок сучасна інформаційно-телекомунікаційна техніка просто не змогла б працювати. Понад те, за майже шістдесят років роботи він створив наукову школу, яка вийшла на провідні позиції в своїй галузі, та виховав багатьох науковців і висококваліфікованих фахівців. "Київський політехнік" приєднується до всіх привітань, які отримав ювіляр, і розповідає про здобутки його наукової школи.

      Ректор КПІ академік НАН України Михайло Згуровський якось зауважив, що початком створення школи Михайла Ільченка можна вважати його перші дослідження як молодого вченого, випускника Київського політехнічного інституту, що проводилися починаючи з 1964 року.
      Дійсно, будь-яка наукова школа починається з особистості, з  лідера, чиї здобутки визнані науковою спільнотою України і світу. Це має бути авторитетний вчений, який не лише продукує інноваційні ідеї, генерує нові напрями фундаментальних і прикладних досліджень і здатний об'єднати навколо себе колектив однодумців, але й розробляє стратегічні та загальні питання методології наукового пізнання. Саме таким ученим є фундатор наукової школи "Мікрохвильові та цифрові теле- та інфокомунікації", науково-технічні розробки якої сформували базис технічного забезпечення побудови інфраструктури сучасного інформаційного суспільства, академік НАН України, професор Михайло Юхимович Ільченко.
     За 50 років свої діяльності в стінах КПІ ця наукова школа пройшла шлях від розроблення елементів, модулів і приладів до розгортання систем і мереж телекомунікаційного, здебільшого, застосування.
    Наукова школа Михайла Ільченка демонструє тривалий розвиток фундаментальних наукових досягнень і забезпечує впровадження їх результатів у практику. Проведені в ній фундаментальні дослідження взаємодії мікрохвильового випромінювання з твердотільними діелектричними, феритовими та напівпровідниковими структурами дозволили створити базис прикладних розробок зі створення функціональних пристроїв радіотехніки і засобів телекомунікацій. Системотехнічні дослідження та розробки радіоелектронних і інформаційно-телекомунікаційних програмно-технічних комплексів різного призначення, що ґрунтуються на використанні мікрохвильових супутникових і телекомунікаційних технологій та засобів комп'ютерної техніки, вирішують актуальні завдання широкосмугового безпроводового доступу, обміну інформацією в розподілених системах, розбудови інформаційно-телекомунікаційної інфраструктури України. Використання розроблених у ній твердотільних функціональних пристроїв дало можливість у співпраці з промисловими підприємствами забезпечити випуск нового покоління радіовимірювальної техніки, цифрових інтегрованих систем користувацького доступу, радіорелейних і навігаційних систем.
      Загалом розвиток наукової школи М. Ільченка можна розділити на три великі етапи. Кожен з них був пов'язаний з розробкою та створенням принципово нових класів пристроїв і систем: перший – твердотільних коливальних систем із діелектриків і феритів (діелектроніка); другий – мініатюрних мікрохвильових передавальних та приймальних пристроїв; третій – інформаційно-телекомунікаційних систем.
     Перший етап припав на 1964-1975 роки. Саме в ті роки розпочалася активна наукова діяльність і становлення Михайла Ільченка як визначного вченого. Вибір наукового напряму продиктувало саме життя. В ті роки у сфері високотехнологічного озброєння Радянському Союзу необхідно було, серед іншого, розробити й конкурентоспроможні радіоелектронні комплекси радіолокації та радіорозвідки. Крім цього, для свого подальшого розвитку радіоелектроніка потребувала освоєння нових частотних діапазонів і проведення мініатюризації.
     До виконання цих завдань були залучені найкращі наукові колективи країни, у тому числі й колектив кафедри радіотехніки Київської політехніки, очолюваний засновником радіотехнічного факультету професором Володимиром Огієвським. Одним із перспективних молодих науковців, який почав працювати над цією тематикою, став М.Ільченко.  Українським дослідникам з КПІ було зрозуміло, що починати потрібно з фундаментальних досліджень рівня фізичних процесів, а вже потім на їх основі створювати радіоелектронні структури різного призначення.
     Проведені випускником КПІ М.Ільченком фундаментальні наукові дослідження привели до створення нового класу твердотільних коливальних систем з діелектриків і феритів. Він виявив, математично змоделював і систематизував найзагальніші закономірності взаємодії з електромагнітними полями надвисоких частот феритових і діелектричних елементів, які розміщені в різних хвилевідних системах і мають резонансний характер зазначеної взаємодії. Головна особливість запропонованого ним підходу – це визначення зазначених закономірностей як функцій комплексних коефіцієнтів зв'язку, які він увів завдяки електромагнітним полям структур, які досліджувались. Систематизація таких закономірностей давала змогу прогнозувати характеристики взаємодії діелектричних структур у різних конкретних випадках.
      Зовнішні характеристики систем були представлені у вигляді коефіцієнтів проходження чи відбиття. М. Ільченко вивів десятки нових формул, які вперше математично описали характеристики резонаторів у різних лініях передачі електромагнітних хвиль. Виведені співвідношення вперше дали можливість якісно і кількісно описати фізичні ефекти асиметрії резонансних характеристик, підвищеної частотної вибірності, повороту площини поляризації електромагнітних хвиль у хвилеводі, наявності полюсів підвищеного затухання, впливу вищих типів електромагнітних хвиль, що збурюються резонаторами і не поширюються в лініях передачі, та інші. Що ж до фізичних ефектів, то деякі з них виявив саме М. Ільченко.
    Виявлені закономірності, отримані оригінальні формули для характеристик конкретних систем, а також співвідношення для коефіцієнтів зв'язку дали молодому науковцю можливість запропонувати десятки нових технічних рішень резонансних пристроїв, оптимізувати конструкції низки пристроїв, а також створити методи інженерного розрахунку частотно-вибірних пристроїв нового покоління, що вигідно відрізнялися від їхніх попередників у десятки разів кращими масогабаритними характеристиками.
     Основні результати наукових досліджень цього періоду були опубліковані в кількох монографіях, а напрям використання діелектричних структур у радіоелектроніці дістав назву "діелектроніка". А сам Михайло  Ільченко у 1967 році захистив кандидатську дисертацію, став старшим науковим співробітником і, головне, отримав наукове визнання та підтвердив свої лідерські якості вченого-дослідника, спроможного об'єднувати і вести за собою колектив науковців.
     Другий етап, який припав на 1976-1989 роки, став періодом впровадження досягнень діелектроніки і створення нових пристроїв мікрохвильового діапазону. У ці роки діяльність М.Ільченка була присвячена не лише науковим дослідженням, а й величезній організаційній і адміністративній роботі з впровадження наукових розробок у виробництво та відстоювання української наукової школи радіоелектроніки, розбудові КПІ.
    А ще в ті роки Михайло Юхимович працював над створенням нового класу мініатюрних твердотільних пристроїв, до складу яких поряд із діелектричними резонаторами входили активні напівпровідникові прилади (транзистори, діоди Ганна та ін.). Їх сукупне використання дало можливість створити ціле покоління мініатюрних пристроїв мікрохвильових інформаційних систем радіорозвідки і супутникового зв'язку, що розроблялися в інтересах оборони держави. Нові технічні рішення діелектроніки знайшли застосування також при створенні інформаційних систем цивільного призначення. Їхнє широкомасштабне впровадження відбулося в наступні десятиліття. І, скажімо, діелектричний резонатор є сьогодні невід'ємною складовою частиною кожної із сотень мільйонів параболічних антен індивідуального прийому супутникового телебачення в усьому світі.
     У 1976 році на кафедрі ТОР радіотехнічного факультету КПІ було створено галузеву науково-дослідну лабораторію надвисокочастотної твердотільної електроніки та радіовимірювальної техніки. Тут було розроблено цілу низку нових твердотільних пристроїв на новій елементній базі, зокрема, діелектричних резонаторах. Керівник лабораторії професор М. Ільченко разом з групою спеціалістів із галузевих інститутів у 1983 році був удостоєний Державної премії УРСР у галузі науки і техніки. Її було присуджено за цикл науково-практичних робіт, які дали змогу створити і впровадити в практику новий науково-технічний напрям, що ґрунтується на використанні фізичних явищ у діелектричних матеріалах з високою температурною стабільністю їхніх параметрів. У межах відзначеної роботи були створені нові діелектричні матеріали, а також вирішені проблеми математичного моделювання взаємодії діелектричних резонаторів з полями надвисоких частот. Уперше в світі були синтезовані композиційні діелектричні матеріали із заданими властивостями і на їх основі розроблені і впроваджені в серійне виробництво діелектричні резонатори на діапазон робочих частот 30-100 ГГц з гранично високою добротністю (добуток величини власної добротності на резонансну частоту  сягав 100 000-200 000) і  термостабільністю на рівні + 2х10-6 в діапазоні температур від -60 до 70 0С. На основі науково-технічних і конструкторсько-технологічних розробок у галузі діелектроніки та мікроелектроніки в 1977 р. був створений і пройшов успішне випробування дослідний зразок радіорелейної апаратури "Електроніка-зв'язок"  у діапазоні частот 3,4-3,9 ГГц для нового покоління  магістральних радіорелейних ліній зв'язку.
     У 1980 році М.Ю.Ільченко захистив в Інституті кібернетики НАН України докторську дисертацію, а в 1982 році став професором КПІ. Молодий, але вже досвідчений організатор науки привернув увагу керівництва університету, і в 1988 році його було призначено на посаду проректора з наукової роботи КПІ, яку він обіймав до 2020 року.
    За створення спільно з науковцями та виробниками електронної галузі СРСР пристроїв із якісно новими характеристиками і впровадження їх у радіоелектронну апаратуру супутникових телекомунікацій спеціального призначення М.Ю. Ільченка було удостоєно звання лауреата Державної премії СРСР у галузі науки і техніки за 1989 р.
      Надзвичайно важливий комплекс виконаних наукових досліджень, науково-дослідних і конструкторських робіт істотно впливав на кінцевий результат роботи багатьох підприємств військово-промислового комплексу країни, оскільки вони визначали головні параметри і бойову готовність складних радіоелектронних комплексів "Союз", "Прогрес", "Горизонт", "Звезда", "Корунд",  "Кристалл", "Ливень", якість і надійність систем космічного і міжсупутникового зв'язку "Вега", "Венера", унікального бортового радіометра в діапазоні  частот 22-118 ГГц і радіометричного приймача в діапазоні частот 94 ГГц для юстирування системи РАТАН-600 і дослідження реліктового фону Всесвіту.
    На базі проведеного комплексу науково-дослідних і конструкторських робіт були розроблені та впроваджені у виробництво надмалошумливі і малошумливі приймально-підсилювальні і перетворюючі пристрої в діапазоні  надзвичайно високих частот для забезпечення радіотехнічних систем цивільного і спеціального призначення. Розробки приймально-перетворюючих комплексів  на основі арсенід-галієвої технології та діелектроніки мали величезний вплив на розвиток радіоелектроніки, радіоастрономії,  дальнього та міжсупутникового зв'язку, супутникового телебачення і зміцнення обороноздатності держави.
     З 1988 р. М.Ю. Ільченко як проректор з наукової роботи Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" впроваджує нові форми організації університетської науки, працює над створенням у складі університету ряду науково-дослідних інститутів, конструкторських бюро, інженерних центрів, інноваційних структур.
     За його безпосередньою участю в університеті реалізовано низку важливих проєктів. Зокрема, створені Державний політехнічний музей, науковий і технологічний парки "Київська політехніка", університет став національним і отримав статус дослідницького тощо.
    Третій етап науково-організаційної діяльності Михайла Юхимовича Ільченка, який розпочався в 90-х роках минулого століття, можна охарактеризувати як період зрілості, досліджень та створення комплексних систем телекомунікацій, активності і зростання учнів професора М. Ільченка та продовження його величезної роботи з розбудови КПІ. Уже в 1992 році він удостоєний звання "Заслужений діяч науки і техніки України".
     З 90-х років, коли в умовах розпаду СРСР науково-технічні розробки для потреб військового комплексу майже припинилися і особливо відчутною стала проблема подолання істотного відставання нашої держави в сучасних засобах телекомунікацій, під керівництвом М.Ю.Ільченка було виконано декілька загальнодержавних науково-технічних програм з проблем телекомунікацій.
    М. Ільченко і нині активно працює як учений і творець нових технічних систем. Зокрема, він є головним конструктором розробок інформаційних систем, які виконуються на замовлення Міністерства оборони України.
     Його особиста участь також стосується створення нових конкурентоспроможних телекомунікаційних інформаційних систем на базі мікрохвильової техніки. Свідченням фундаментальності наукових результатів М. Ільченка є, зокрема, той факт, що створені ним раніше наукові засади побудови твердотільних діелектричних фільтрів дають можливість і нині використовувати ці пристрої для потреб промисловості. Такі діелектричні пристрої вже понад десять років вбудовуються в апаратуру мобільного радіозв'язку та використовуються в приймачах визначення місцезнаходження об'єктів на Землі системи GPS, які серійно випускає підприємство "Оризон-Навігація" на Черкащині.
     У 1990 р. Михайло Юхимович організував і очолив Науково-дослідний інститут радіоелектронної техніки (з 2000 р. – НДІ телекомунікацій при  КПІ ім. Ігоря Сікорського), що розробляє сучасні телекомунікаційні системи і технології, пов'язані, зокрема, з вирішенням проблем широкосмугового безпроводового доступу, цифрового телебачення тощо.
    Досягнення мікрохвильової техніки, в тому числі діелектроніки, ефективно реалізуються також у вітчизняних розробках інформаційних мікрохвильових систем інтегрального обслуговування типу МІТРІС, практичне впровадження яких дає змогу значно поліпшити телекомунікаційне забезпечення інформатизації держави. Такі розробки, виконані за участю М. Ільченка, успішно використовуються в Україні, Грузії та інших країнах. Створення перспективних радіотелекомунікаційних систем відзначено в 2000 р. Президією Національної академії наук України присудженням М. Ільченку Премії імені С.О. Лебедєва, а вже 13 квітня 2012 року М. Ільченко став дійсним членом НАН України по Відділенню інформатики, спеціальності "Телекомунікаційні системи".
     Розробки останніх років стосуються сучасних мікрохвильових інформаційних систем, які вирішують проблеми широкосмугового безпроводового доступу, в тому числі використання електромагнітних хвиль терагерцового діапазону і нанотехнологій у інфокомунікаційних системах. У публікаціях останнього часу іноді навіть порівнюють темпи впровадження безпроводових технологій з революційними змінами технічних засобів інформатики при реалізації комп'ютерних інформаційних мереж. Поєднання переваг, які дало оптимальне використання мікрохвильових технологій і засобів обчислювальної техніки, дало можливість колективу фахівців з Київської політехніки, Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, компанії "УкрСат" та підприємства "Оризон-Навігація" за наукової координації з боку М. Ільченка виконати цикл розробок, спрямованих на виконання завдань, передбачених трьома указами Президента України, чотирма постановами Кабінету Міністрів України. Вирішення цих завдань забезпечило створення та  впровадження вітчизняних інформаційно-телекомунікаційних систем для інформатизації митної, податкової та прикордонної служб, банківської діяльності, поліпшення інформаційного забезпечення на автомобільних шляхах України, вдосконалення навігаційних систем, інформаційного забезпечення органів державної влади тощо. Впровадження результатів цього циклу розробок у 2004 р. відзначено Державною премією України в галузі науки і техніки.
    Науковий доробок Михайла Юхимовича Ільченка став базисом для організації ним у Київській політехніці нових кафедр, наукового та навчального інститутів, забезпечення високоякісної підготовки фахівців у сфері телекомунікацій. Понад те, його школа забезпечила виховання кількох поколінь фахівців для інформаційно-телекомунікаційної галузі: тут підготовлено понад 20 докторів і кандидатів наук, близько 1500 бакалаврів, магістрів і спеціалістів.

С.О. Кравчук, заст. директора ІТС, зав. кафедри телекомунікацій, професор, д.т.н.
Л.О. Уривський, зав. кафедри телекомунікаційних систем, професор, д.т.н.

Газета "Київський політехнік", №29-30, 2021р