Mikrofale, telewizja i anteny

Od olimpijczyka do mikrofalowca

Prof. Józef Modelski już w czasach liceum interesował się naukami ścisłymi. Jako uczeń Liceum Ogólnokształcącego im. Tadeusza Kościuszki w Koninie był laureatem ogólnopolskich olimpiad fizycznych i chemicznych. W 1973 r. uzyskał dyplom magistra inżyniera na Wydziale Elektroniki Politechniki Warszawskiej. Wówczas rozpoczęła się jego kariera naukowa w Instytucie Radioelektroniki PW.

Pierwsze zainteresowania naukowe Profesora dotyczyły zagadnienia mikrofal i choć obecne obszary badawcze są o wiele szersze, nadal nazywa siebie "mikrofalowcem". - Kiedyś panowała atmosfera tajemniczości wokół mikrofal, bo znajdowały zastosowanie przede wszystkim w rozwiązaniach militarnych. Obecnie mikrofale wykorzystywane są niemal wszędzie. Popatrzmy chociażby na telefonię komórkową. Te systemy radiokomunikacyjne stosują pasma mikrofalowe - mówi prof. Józef Modelski. – Mikrofale to jednak nie tylko telekomunikacja. Wykorzystywane są przecież w medycynie, chemii, czy nawet w gospodarstwach domowych, większość ludzi ma przecież w domu kuchenki mikrofalowe – dodaje.

Dzięki fascynacji tematyką mikrofal w latach 1976-1977 Józef Modelski odbył staż naukowy w Stanach Zjednoczonych, jako stypendysta Fundacji Fulbrighta. – Amerykanie preferowali wówczas humanistów i ekonomistów. Mój przypadek był szczególny, gdyż byłem jednym z nielicznych wśród inżynierów, który otrzymał stypendium. To były moje naukowe początki. Rozpoczynałem wówczas pracę nad doktoratem, który dotyczył modulatorów fazy wykorzystywanych w systemach radiokomunikacyjnych, pomiarowych i satelitarnych. Moim promotorem był prof. Tadeusz Morawski. To on mnie namówił, żebym został na uczelni, robiąc doktorat. W tamtych czasach marzyłem o karierze w przemyśle lub własnym biznesie, doszedłem jednak do wniosku, że uczelnia oferuje mi większe możliwości rozwoju - wspomina prof. J. Modelski.

Wyjazd do USA również dla profesora był swoistą "nauczką" na przyszłość. - Pod koniec mojego pobytu zaproszono mnie do firmy Intelsat. Opracowywano tam kolejne generacje urządzeń dla światowego systemu satelitarnego. Zainteresowanie firmy wzbudził mój modulator. Miałem już gotową całą koncepcję, więc zrealizowałem ten układ u nich. Modulator został zastosowany w eksperymentalnym modelu satelity, który poleciał w przestrzeń kosmiczną. Czułem wtedy tak wielką dumę, że zapomniałem o napisaniu artykułu i opatentowaniu tego rozwiązania. Byłem w siódmym niebie, że element skonstruowany przeze mnie poleciał w kosmos – opowiada z rozbawieniem Profesor. - Potem rozwinąłem te układy na inne rodziny. To była cała grupa mikrofalowych modulatorów i przesuwników fazy z diodami półprzewodnikowymi i z elementami ferrytowymi, co stało się podstawą mojej habilitacji - dodaje.

Przygoda z telewizją

Podczas stypendium DAAD na Uniwersytecie Technicznym w Brunszwiku prof. Józef Modelski zainteresował się zagadnieniami związanymi z telewizją. W trakcie pobytu u naszych zachodnich sąsiadów Profesor uczestniczył w projekcie realizowanym dla firmy telekomunikacyjnej Fuba. - Opracowywaliśmy wówczas konwerter do odbioru satelitarnych programów telewizyjnych dla niemiecko-francuskiego satelity Kopernikus. Od tego momentu musiałem się bardziej zainteresować telewizją - wspomina. Po powrocie do kraju Józef Modelski dokończył habilitację i otrzymał propozycję objęcia kierownictwa nad Zakładem Telewizji. - Nie czułem się człowiekiem telewizji, bo w telewizji już na przełomie lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych wszechobecna stawała się informatyka, a ja w tej dziedzinie nie miałem zbyt wielu doświadczeń. Postanowiłem jednak zmierzyć się z nowym wyzwaniem – mówi.

Pod koniec lat 80. w Polsce zaczęła szybko rozwijać się telewizja kablowa. Spośród najważniejszych wtedy sieci kablowych, wiele istnieje do dziś (m.in. UPC, Vectra, Multimedia). Prof. Józef Modelski uruchomił w tym okresie nowy wykład pn. "Telewizja przewodowa", który doskonale odpowiadał na zapotrzebowanie rynku. - Okazało się, że był to strzał w dziesiątkę. W tym czasie powstawało wiele firm zajmujących się telewizją kablową, która wykorzystuje częstotliwości wchodzące w zakres mikrofal. Zatem wszystkie urządzenia typu wzmacniacze, rozgałęźniki, dzielniki były mi znane. Wykład ten był moim największym osiągnięciem, jeśli chodzi o sukcesy nauczyciela akademickiego – stwierdza Profesor. - Na zajęcia przychodziły dziesiątki, a nawet setki studentów, którzy nie mieścili się w sali wykładowej. Czuli, co było wtedy na topie i co było przyszłościowe – dodaje.

Wielu wychowanków prof. Modelskiego piastuje obecnie wysokie stanowiska u operatorów sieci kablowych lub są właścicielami takich firm, a sam Profesor szefuje radzie programowej konferencji organizowanej dwa razy do roku przez Polską Izbę Komunikacji Elektronicznej. Z tego powodu często nazywany jest "ojcem telewizji kablowej w Polsce". - Owszem, wypromowałem dziesiątki zdolnych ludzi z tej branży, ale to za wielkie słowa – stwierdza prof. J. Modelski.

Innym osiągnięciem Profesora na początku lat 90. było opracowanie przez jego zespół pierwszego polskiego generatora napisów telewizyjnych Paston. Urządzenie zostało wdrożone w studiach regionalnych Telewizji Polskiej. Znalazło ono również zastosowanie u kilku zagranicznych nadawców. Obecnie prof. Józefa Modelskiego najbardziej zajmują naukowo zagadnienia związane z antenami, głównie inteligentnymi i rekonfigurowalnymi.

Instytut z przestawioną zwrotnicą

Od 1996 roku prof. Józef Modelski jest dyrektorem Instytutu Radioelektroniki. - Od momentu objęcia przeze mnie funkcji dyrektora, przestawiliśmy zwrotnicę. Kiedyś Instytut był bardziej elektroniczny, sprzętowy. My postawiliśmy na trzy główne kierunki: radiokomunikację, techniki multimedialne (m.in. radio, telewizję) oraz inżynierię biomedyczną – mówi.

Spośród dużych europejskich projektów, w których uczestniczył zespół pod jego kierunkiem w XXI wieku, warto wymienić opracowanie nowego standardu transmisji danych DOCSIS 3.0. - Dzięki niemu w sieciach używanych przez operatorów telewizji kablowych można przesyłać znacznie więcej informacji lub więcej programów telewizyjnych. Pozwoliło to zwiększyć kilkakrotnie pojemność kanału, co ma olbrzymie znaczenie w dobie High Definition. Standard ten został już wdrożony przez czołowych operatorów telewizji kablowej w Europie – wyjaśnia Profesor.

Jednym z ostatnich sukcesów Instytutu było otrzymanie "Lauru Innowacyjności im. Stanisława Staszica". Konkursowe jury doceniło projekt pn. "Transwerter mikrofalowy", który otrzymał laur w kategorii "Informatyka, telekomunikacja, elektronika, automatyka, nanotechnologie" (więcej na ten temat pisaliśmy TUTAJ). - To co prawda moja dziedzina, ale chcę wyraźnie podkreślić, że to absolutne osiągnięcie zespołu dr. Wojciecha Wojtasiaka. Laur oficjalnie otrzymuje Instytut, ale to jego trzyosobowy zespół wypracował ten sukces. Dr Wojciech Wojtasiak ze swoimi współpracownikami potrafią naprawdę skutecznie transferować swoje osiągnięcia do gospodarki. Bardzo staram się ich w tym wspierać, dopingować i promować – stwierdza prof. J. Modelski.

IEEE, czyt. Eye-triple-E

Od 2000 roku prof. Józef Modelski jest członkiem Fellow, dobrze znanej i wpływowej międzynarodowej organizacji Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). IEEE wywodzi się z dwóch organizacji: American Institute of Electrical Engineers, który powstał w 1884 roku oraz zawiązanego w 1912 r. międzynarodowego Institute of Radio Engineers. W 1963 roku obie organizacje połączyły się. Obecnie IEEE zrzesza blisko pół miliona członków, w tym przede wszystkim przedstawicieli przemysłu oraz świata nauki. 

- Jakbyśmy chcieli przełożyć tę organizację na polskie warunki, to IEEE byłoby połączeniem organizacji zawodowych inżynierskich i informatycznych (takich jak Stowarzyszenie Elektryków Polskich czy Polskie Towarzystwo Informatyczne), izb gospodarczych działających w branży (np. Krajowa Izba Gospodarcza Elektroniki i Telekomunikacji, Polska Izba Informatyki i Telekomunikacji), instytucji standaryzujących, a nawet ministerstw, bo właśnie ta organizacja wydaje wiele certyfikatów. W Stanach Zjednoczonych Instytut odgrywa dużą rolę w życiu gospodarczym. Szef IEEE często jest konsultantem prezydenta USA przy przygotowywaniu przemówień na temat stanu i perspektyw rozwoju technologii i nauki – objaśnia Profesor.

Organizacja posiada dualną strukturę – regionalną (podział na regiony i sekcje krajowe) oraz tematyczną (podział na Societies oraz Branches). Prof. Józef Modelski piastuje w niej wysokie stanowiska. Przez dwuletnią kadencję pełnił funkcję dyrektora Regionu 8., obejmującego Europę, Bliski Wschód, Afrykę i kraje poradzieckie. Obecnie jest dyrektorem 4. Dywizji, skupiającej osiem towarzystw tematycznych (m.in. mikrofalowe, antenowe, kompatybilności elektromagnetycznej oraz radiowo-telewizyjne). Wcześniej był prezydentem największej na świecie organizacji skupiającej specjalistów w dziedzinie mikrofal IEEE Microwave Theory and Techniques Society.

IEEE jest właścicielem ponad tysiąca powszechnie wykorzystywanych standardów (np. 802.11 dla sieci bezprzewodowych), wydaje prestiżowe periodyki naukowe, a także organizuje największe i najważniejsze konferencje w branży. - Ma ona duże znaczenie na świecie. Znaczek IEEE w klapie marynarki jest powszechnie rozpoznawany na świecie i budzi szacunek wśród ludzi z branży – mówi prof. Modelski.

IEEE prowadzi również program pn. "The Milestones", w ramach którego pamiątkowymi tablicami (oraz wpisem do rejestru na stronach internetowych) honoruje najważniejsze wynalazki i osiągnięcia w branży – jak pierwsza transmisja radiowa Marconiego, pierwszy tranzystor, opracowanie ekranu ciekłokrystalicznego (LCD), czy pierwszy odtwarzacz płyt CD Philipsa. Aktualnie na całym świecie uhonorowano około stu czterdziestu "milowych" osiągnięć. Dzięki działalności polskich członków IEEE nasz kraj po raz pierwszy w historii doczekał się tego rodzaju upamiętnienia swoich osiągnięć. – Według powszechnej na świecie świadomości to Brytyjczycy złamali szyfr niemieckiej Enigmy. A przecież ta deszyfracja była możliwa dzięki pracom zespołu polskich matematyków – podkreśla Profesor. - Spodziewamy się, że "Milestone" zatytułowany "The First Breaking of Enigma by the Team of Polish Cipher Bureau, 1932-39" przypomni międzynarodowej społeczności inżynierskiej jak fundamentalny udział w złamaniu kodów Enigmy mieli polscy naukowcy - dodaje.

_{Tekst: Paweł Gregorczyk}

_{Zdjęcia: archiwum prywatne prof. J. Modelskiego}