(112 ауд. часов) (8, 9, 10 сем - Южный федеральный университет

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
_____________________________________________________________________
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
дисциплины «ЛАЗЕРНЫЕ И МИКРОВОЛНОВЫЕ
СИСТЕМЫ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ» ЛиМСиАТП
Образовательной профессиональной программы (ОПП)
направления 200200 «Оптотехника»,
специальности 200201 «Лазерная техника и лазерные технологии»
квалификация - инженер
Факультет
Электроники и приборостроения
Выпускающая кафедра по ОПП Радиотехнической электроники
Таганрог, 2011
2
СОДЕРЖАНИЕ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (УМК)
Учебной дисциплины «Лазерные и микроволновые системы и автоматизация технологических процессов» (ЛиМСиАТП)
1. Проектирование учебного процесса по учебной дисциплине «Лазерные и микроволновые системы и автоматизация технологических процессов» (ЛиМСиАТП) (8, 9,
10 семестры)
Дисциплина ЛиМСиАТП предназначена, с одной стороны, для приобретения знаний
по традиционным методам построения лазерных и микроволновых устройств и систем и
особенностям их функционирования, а с другой получения навыков, необходимых для
проектирования и применения таких устройств и систем с учетом номенклатуры и параметров элементной базы, особенностей технологии исполнения, предельными техническими возможностями приборов.
В 8 семестре курс состоит из трех модулей ориентированных на освоение студентами:
методов расчета различных линий передачи специализированных лазерных и микроволновых устройств и систем связи, методов и средств проектирования пассивных устройств,
методов и средств проектирования активных устройств микроволнового диапазона. По
данным разделам курса изданы учебные пособия и имеются на сайте кафедры методические материалы доступные по локальной сети ТТИ ЮФУ.
В 9 семестре дисциплина ЛиМСиАТП состоит из семи модулей посвященных в основном микроволновым системам (телевизионные устройства и системы, устройства радиоавтоматики, аналоговые ВМ и ВУ, устройства оптической и радиосвязи, ретрансляции,
локации и навигации, космические системы связи, локальные системы атмосферной и оптиковолоконной оптической связи, системы персональной мобильной связи, устройства
радиоразведки и радиопротиводействия, включая фазированные и активные фазированные
решетки, вопросы эксплуатации и контроля радио- и оптических систем), по которым так
же изданы учебные пособия и имеются электронные разработки методических материалов
доступных по локальной сети ТТИ ЮФУ.
В 10 семестре рассматриваются основные классы специализированных оптических
систем и устройств, включая лидары, оптические дальномеры, элементы оптоэлектроники,
решающие задачи приема и обработки сигналов, диагностики окружающей среды, обработки материалов и различные технологические использования лазерных систем. По данным разделам курса на сайте кафедры имеются методические материалы в локальной сети.
Общая трудоемкость – 287 часов (4 + 3,5 + 4 = 11,5 кредит часа).
2. Технология процесса обучения по учебной дисциплине ЛиМСиАТП.
Процесс обучения в восьмом семестре состоит в чтении лекций, проведении практических занятий, выполнении курсового проекта по расчету топологии микроволновых ГИС,
проведении ряда тестирований и экзамена. Перечень вопросов для контрольных заданий
составлен на основании тем курсового проектирования и отдельных расчетных заданий по
разделам курса. Материалы лекций и практических занятий 8 семестра изданы в виде
учебных пособий, которые имеются в электронном виде на сайте кафедры.
Процесс обучения в девятом семестре состоит в чтении лекций, проведении тестирования по каждому из разделов курса и экзамена (одна задача, четыре вопроса), причем все
вопросы и задачи студентам известны заранее. Лекции дублируют изданные учебные пособия, которые имеются в электронном виде на сайте кафедры и доступны по локальной сети.
3
Процесс обучения в десятом семестре состоит в чтении обзорных лекций, выполнении
курсового проекта по специализированным лазерным системам, проведении тестирования
и экзамена. Перечень вопросов для контрольных заданий составлен на основании тем курсового проектирования и отдельных расчетных заданий по разделам курса. Материалы
лекций и примеры курсовых проектов имеются в электронном виде на сайте кафедры.
3. Междисциплинарные связи учебной дисциплины в общем перечне дисциплин ОПП
Дисциплина «Специализированные лазерные и микроволновые системы» базируется
на следующих дисциплинах, изучаемых ранее: «Физика», «Высшая математика»,
«Спецразделы физики», «Материаловедение и технология конструкционных материалов»,
«Лазерные технологии», «Лазерная техника» «Электронные цепи и устройства».
Материалы курса в последующем используются в курсах: «Компьютерное проектирование оптических систем», «Цифровые системы оптической связи», а также при проведении дипломного проектирования.
4
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
_____________________________________________________________________
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан ЭП факультета
Коноплев Б.Г.
«СОГЛАСОВАНО»
Председатель методической комиссии
по образовательной программе
______________________
________________________
«____»_________ 2011/12
_________________________
учеб. год
«____»________2011 /12 учеб. год
Образовательная профессиональная
программа (ОПП) специальности 200201 «Лазерная техника и лазерные
технологии»
Факультет _____________ЭП_______________________
Выпускающая кафедра по ОПП
РТЭ______
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ Лазерные и микроволновые системы и автоматизация
технологических процессов
Кафедра ______РТЭ_______________________
Форма обучения __________очная________ Срок обучения_____5,5
Технология обучения лекции, практические занятия,
лет______
тесты, коллоквиумы,
курсовые проекты
Курсы__4,
5____Семестры___8, 9, 10 ______
Академические часы
Учебных занятий
Из них:
лекций
практических
лабораторных
самостоятельных
индивидуальных
(курсовой проект)
_287 (4; 3,5; 4)__
8 сем
114 час
4 кч.
9 сем
64 час
3,5 кч.
10 сем
109час.
4 кч.
−
22 ч
22 ч
−
50 ч
−
20 ч
−
34 ч
−
−
30 ч
−
−
−
34 ч
−
−
50 ч
−
25 ч
Промежуточный
рейтинг-контроль (зачет)
Итоговый рейтинг8 сем
контроль (экзамен)
9 сем
10 сем
Зачетные единицы
Учебных занятий
Из них:
лекций
практических
лабораторных
самостоятельных
индивидуальных
(курсовой проект)
__8 з.е._
8 сем
100 бал
4 кч.
9 сем.
100 бал.
3,5 кч.
10 сем.
100 бал.
4 кч.
−
40
40
−
100
−
65
−
Промежуточный
рейтинг-контроль (зачет)
Итоговый рейтинг8 сем
контроль (экзамен)
Таганрог 2011 г.
35
20
9 сем
10 сем
5
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта Российской Федерации образовательной профессиональной программы (ОПП)
Лазерные и микроволновые системы и автоматизация технологических процессов
________________индекс_______ДС.02_________
Составители:
Должность
профессор
каф. РТЭ,
Уч. степень
д.ф.-м.н.
Звание
профессор
Ф.И.О.
Червяков Г.Г.
Подпись
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры радиотехнической
электроники
Зав. кафедрой РТЭ
Г.Г. Червяков
Согласовано с другими кафедрами или организациями:
Название организации
Подпись
Ф.И.О. руководителя
6
1. МЕСТО, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ ЛиМСиАТП
В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЕ,
реализуемой в университете
Место дисциплины в реализации основных задач образовательной профессиональной программы (ОПП).
Дисциплина ЛиМСиАТП служит для более глубокого изучения тех процессов и закономерностей, которые происходят в оптических и микроволновых системах, активных и
пассивных устройствах оптотехники и ГИС СВЧ, используемых в специализированных лазерных системах.
Место дисциплины в обеспечении образовательных интересов личности обучающегося студента по данной ОПП.
Дисциплина ЛиМСиАТП существенно расширяет и углубляет научный и технический
кругозор в избранной специальности, что обеспечивает образовательные интересы личности обучающегося студента по данной ОПП.
Место дисциплины в удовлетворении требований заказчиков выпускников университета данной ОПП
Дисциплина ЛиМСиАТП существенно углубляет и расширяет знание студентов в избранной ими специальности, что удовлетворяет требованиям заказчиков выпускников университета данной ОПП.
Знания каких учебных дисциплин должны предшествовать изучению дисциплины в
ОПП
Изучение дисциплины ЛиМСиАТП использует материал дисциплин «Высшая математика», «Физика», «Спецразделы физики», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Лазерные технологии», «Лазерная техника» «Электронные цепи и
устройства».
Для изучения каких дисциплин будет использоваться материал дисциплины при
реализации рассматриваемой ОПП
Дисциплина ЛиМСиАТП является дисциплиной инженерного блока и ориентирована на
развитие навыков самостоятельного решения прикладных задач: выполнение курсовых и
дипломного проекта.
Цель преподавания дисциплины
Целью дисциплины ЛиМСиАТП является глубокое изучение тех устройств лазерной и
микроволновой техники, которые сегодня активно внедряются в системы связи, телекоммуникаций, радиоразведки и радиопротиводействия.
Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины ЛиМСиАТП студенты должны:
 освоить базовые знания в области лазерной и микроволновой техники и технологии;
 получить информацию об устройствах и системах лазерной и микроволновой локации, навигации, передачи, обработки сигналов, технологических методах использующих
когерентное излучение в типовых и нетрадиционных применениях;
 получить навыки расчета, проектирования лазерных, микроволновых пассивных и
активных устройств и систем, использующих когерентное излучение;
 получить базовые знания о физических процессах во всех современных лазерных и
микроволновых схемах и устройствах.
7
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА ЛиМСиАТП
2.1.Лекции
2.1.1. Содержание лекций
(8 семестр)
Лекция 1. Линии передачи оптических и микроволновых каналов и систем связи. Расчет геометрии линий передач.
Лекция 2. ВОЛС и технология изготовления предельно достижимые геометрические
размеры. Расчет полосковых и связанных полосковых линий передачи.
Лекция 3. Расчет фильтров полосовых, низкочастотных, высокочастотных, режекторных.
Лекция 4. Оптимальные реализации фильтров на различных типах линий передачи.
Расчет направляющих элементов и кольцевых делителей мощности.
Лекция 5. Примеры реализации и топологические чертежи пассивных элементов.
Фрагменты машинного проектирования элементов.
Лекция 6. Направляющие элементы оптического и СВЧ диапазонов. Диэлектрические
и открытые резонаторы, микрополосковые и диэлектрические элементы.
Лекция 7. Активные элементы и устройства передачи информации. Некогерентные и
когерентные источники света.
Лекция 8. Диоды ограничительные, смесительные, переключающие, варакторные,
ЛПД, ЛФД, Ганна, туннельные и обращенные в устройствах сверхвысоких частот и
оптотехники.
Лекция 9. Биполярные, полевые транзисторы и фототранзисторы в микроволновых и
оптотехнических системах и схемах. Теория работы устройств на их основе, вопросы
технологии изготовления и согласования с передающими трактами.
Лекция 10. Расчет систем и структура электронных устройств передачи оптической и
микроволновой информации.
Лекция 11. Примеры реализаций устройств и систем ретрансляции, локации, навигации, доплеровских измерителей скорости.
(9 семестр)
Лекция 1. Требования к телевизионному каналу и особенности структур телеприемников и телевизионных устройств. Передающие и приемные телевизионные устройства.
Лекция 2. Основы цифрового телевидения.
Лекция 3. Радиоавтоматические устройства и типовые задачи радиоавтоматики.
Лекция 4. Дискриминационные устройства и динамические звенья.
Лекция 5. Аналоговые электронно-вычислительные устройства и машины.
Лекция 6. Общие сведения о системах связи. Устройства локации, навигации, пеленгации. Уплотнение сигналов в каналах связи.
Лекция 7. Измерение координат и скорости движения цели. Структурные схемы РЛС и
РНС. Контроль систем.
Лекция 8. Устройства систем радиоразведки и радиопротиводействия.
Лекция 9 Пассивные и активные устройства помех.
Лекция 10. Станции радиотехнической разведки.
Лекция 11. Области применения ФАР и АФАР. Системы управления лучом.
Лекция 12. Перспективы развития микроволновых и оптических устройств. Применение микропроцессорной технологии.
Лекция 13. Системы персональной мобильной связи. Региональные мобильные транкинговые и линейные системы индивидуальной связи.
Лекция 14. Глобальные мобильные системы спутниковой связи. Системы персонального радиовызова.
8
Лекция 15. Принципы построения систем связи. Сотовые системы стандартов NMT450 (NMT-900). Структурное построение ССПС NМТ-450i (NМТ-900).
Лекция 16. Базовая станция ВD-28N ССПС стандарта NМТ-450i. Мобильная станция
ССПС стандарта NМТ-450i.
Лекция 17. Особенности формирования радиоканалов в стандартах GSM-900 (GSM1800). Спутниковые системы связи подвижной службы.
(10 семестр)
Лекция 1. Особенности лазерной локации. Функциональные схемы устройств.
Лекция 2. Принципы и особенности методов прямого детектирования, гетеродинного и
интерферометрического фотоприема.
Лекция 3. Системы оптической локации – лидары.
Лекция 4. Методы контроля окружающей среды. Принципы и методы дистанционного
измерения газового состава атмосферы.
Лекция 5 Особенности атмосферных примесей и их обнаружение. Спектры поглощения атмосферных газов.
Лекция 6. Сечения резонансного рассеяния. Активные спектрально-оптические методы.
Лекция 7. Определение влажности пограничного слоя атмосферы. Основные теоретические соотношения.
Лекция 8. Лидар для мониторинга воздушных бассейнов.
Лекция 9. Метод комбинационного рассеяния. Лидары комбинационного рассеяния.
Лекция 10. Лазерные системы контроля окружающей среды.
Лекция 11. Сканирующие лазерные локаторы с некогерентным режимом излучения
для получения изображения целей.
Лекция 12. Сканирующие лидары с когерентным режимом излучения.
Лекция 13. Лазерные системы ближней дальнометрии.
Лекция 14. Лазерные дальномеры и системы управления огнем.
Лекция 15. Лазерные системы оптической связи. Выбор возбуждающего излучения.
Лекция 16. Элементная база и аппаратура лазерной локации.
Лекция 17. Типовые оптические лазерные систем.
2.1.2.
Основная литература:
1. Червяков Г.Г. Методическое пособие по изучению курса «Применение электронных приборов и устройств» Ч.1, №2571, -Таганрог: ТРТИ, 1999, -62с.
2. Червяков Г.Г. Микроволновые полупроводниковые устройства (уч. пособие к практическим
занятиям) №2571 – 2. -Таганрог: ТРТИ, 2002, -63с.
3. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Ганзий Д.Д. Нелинейные микроволновые полупроводниковые
устройства. -Таганрог: Изд-во ТРТУ. 2001. 354с.
4. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/ С.И. Бахарев, В.И.
Вольман, Ю.Н. Либ и др./ Под ред.В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь. 1982. -328с.
5. Червяков Г.Г. Электронные устройства (уч. пособие по изучению курса лекций) Ч.1 №2571-3.
-Таганрог: ТРТИ, 2003, -165с.
6. Кротов В.И., Карабашев А.К., Червяков Г.Г. Основы радиоавтоматики и аналоговой вычислительной техники. –М.: Науч.метод. и издат центр, Учебная литература, 2003, -104с.
7. Червяков Г.Г. Электронные и квантовые устройства (уч. пособие по изучению курса лекций)
Ч.2, №2571-4. -Таганрог: ТРТИ, 2004, -202с.
8. Червяков Г.Г., Касимов Ф.Д., Александров Э.М. Система приема, обработки и передачи информации. -Баку: Мутарджим, 2005. -316 с.
9. Берсенев М.С. Знай телевизор. Уч.пособие. -М.: ДОСААФ. 1985. -208с.
10. Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Основы цветного телевидения. -М.: Радио. 1983. -160с.
11. Первачев С.В. Радиоавтоматика. Уч.пособие. -М.: Радио и связь. 1982. -296с.
12. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. Уч.пособие. -М.: Энергоатомиздат. 1985. -552с.
9
13. Пестряков В.В., Кузенков В.Д. Радиотехнические системы. Уч.пособие для вузов. -М.: Радио и связь. 1985. -376с.
14. Васин В.В., Степанов В.М. Справочник-задачник по радиолокации. -М.: Сов.радио. 1977. 320с.
15. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1989, -504 с.
16. Ишанин Г.Г., Панков Э.Д, Андреев А.Л., Польщиков Г.В. Источники и приемники излучения. -Спб.: Политехника, 1991. -240 с
17. Тришенков М.А. Фотоприемные устройства и ПЗС. Обнаружение слабых оптических сигналов. -М.: Радио и связь, 1992. -400с.
18. Лазерная космическая связь. Пер. c англ. под ред. М. Кацмана. -М.: Радио и связь. 1993, 240с.
19. Мосягин Г.Н., Немтиков В.Б, Лебедев Е.Н. Теория оптико-электронных систем. Уч. Для вузов по оптическим спец. -М.: Машиностроение. 1990, -432с.
20. Курикша А.А. Квантовая оптика и оптическая локация (статистическая теория). -М.: Сов.
Радио, 1973, -134с.
Дополнительная литература:
1. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/ С.И. Бахарев, В.И.
Вольман, Ю.Н. Либ и др.; Под ред.В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь. 1982. -328с.
2. Бова Н.Ф., Ефремов Ю.Т., Конин В.В. и др. Микроэлектронные устройства СВЧ. -Киев.:
Техника. 1984. -177с.
3. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. -М.: Сов.радио. 1972. -232с.
4. Гвоздовер В.М., Нефедов Е.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. -М.: Наука. 1986, 256с.
5. Электронные приборы СВЧ. Уч.пособие. Березин В.М. и др. Высшая школа -М.: 1985. 296с.
6. Конструирование экранов и СВЧ устройств. Учебник для вузов / А.М. Чернушенко, Б.В.
Петров, Л.Г. Малорацкий и др.; Под ред. А.М. Чернушенко. -М.: Радио и связь. 1990. -352с.
7. Пожела Ю. Физика быстродействующих транзисторов. -Вильнюс: Мокслас: 1989. -264с.
8. Антенны и устройства СВЧ / Проектирование фазированных антенных решеток/ Д.И. Воскресенский, Р.А. Грановский, Н.С. Давыдов и др./ Под ред. Воскресенского Д.И. -М.: Радио и связь.
1981. -432с.
9. Телевидение. Уч.пособие для студентов радиотехнических специальностей вузов./ Под ред.
В.Е. Джакония. -М.: Радио и связь. 1986. -456с.
10.
Анисимов В.В., Голубкин В.Н. Аналоговые вычислительные машины. Уч.пособие
для вузов. -М.: Высшая школа. 1971. -448с.
11.
Белавин О.В. Основы радиолокации. Уч.пособие для вузов. -М.: Сов.радио. 1977. 320с.
12.
Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. -М.: Радио и связь. 1983. -320с.
13.
Марков В.В. Радиорелейная связь. -М.: Связь. 1979. -198с.
14.
Палий А.М. Радиоэлектронная борьба. -М.: Воениздат. 1974. -250с.
15. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов: Пер. с англ. под ред. В.И. Стафеева. -М.: Радио и связь, 1985. -25с.
16. Киес Р. Дж., Крузе П.В., Потли Э.Г. и др. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов. Под
ред Р. Дж. Киеса: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1985. -328с.
17. Техника оптической связи: Фотоприемники: /Под ред. У. Тсанга., Пер. с англ. под ред.
Тришенкова М.А. -М.: Мир, 1988. -526с.
18. Быстров Ю.А., Персианов Г.М., Хижа Г.С. Оптоэлекронные приборы и устройства: Учеб.
пособие/ Под ред. Ю.А.Быстрова. -Спб.: Изд. С.-Петербургского университета, 1994, -228с.
19. Мухин Ю.А. Приборы и устройства полупроводниковой оптоэлектроники: Учеб. пособие
под ред. В.Н. Бодрова, Г.И. Обидина. -М.:Изд-во МЭИ, 1996, -298 с.
Дополнительная литература к практическим занятиям 8 и 10 семестров:
1.Малышев В.А. Линии передачи сверхвысоких частот. Уч.пособие. –Таганрог: ТРТИ. 1979. 177с.
2. Катыс Г.П. Оптико-электронная обработка информации. -М.: Машиностроение, 1973, 447с.
10
3. Червяков Г.Г. Избирательный фотоприем. Элементы, параметры, характеристики: Монография. ТРТУ, -Таганрог. 1999, -186с.
4. Скворцов Б.В., Иванов В.И., Крухмалев В.В. и др. Оптические системы передачи./ Под ред.
В.И. Иванова. -М.: Радио и связь, 1994, -224с.
5. Справочник по волоконно-оптическим линиям связи. /Л.М. Андрушко, В.А. Вознесенский,
В.Б. Каток и др.; Под ред. С.В. Свечникова и Л.М. Андрушко. -К.: Тэхника, 1988, -239с.
2.2. Лабораторные занятия
Лабораторные занятия по данной дисциплине не предусмотрены.
2.3. Практические занятия (8 сем)
Занятии 1. Методы анализа пассивных и активных микроволновых устройств.
Занятии 2. Основные линии передачи, расчет МПЛ, ЩЛ, КЛ и вопросы технологии.
Занятии 3. Расчет неоднородностей в полосковых линиях (ПЛ). Расчет связанных линий и
синтез фильтров на ПЛ.
Занятии 4. Расчет топологии направляющих элементов и делителей мощности на ПЛ.
Занятии 5. Вентили, циркуляторы, МПЛ резонаторы, их расчет и варианты включения.
Занятии 6. Микроволновые активные приборы в устройствах. Расчет диодных схем.
Занятии 7. Расчет комутаторов и смесителей на диодах.
Занятии 8. Расчет усилителей на биполярных транзисторах (БТ).
Занятии 9. Расчет усилителей на полевых транзисторах (ПТ).
Занятии 10. Расчет генераторов и умножителей на БТ и ПТ.
Занятии 11. Конструирование узлов и устройств РЛС, РНС. Расчет элементов ФАР и
АФАР.
2.4. Индивидуальные занятия
Занятии 1. Расчет пассивных микроволновых устройств.
Занятии 2. Расчет активных микроволновых устройств.
Занятии 3. Расчет неоднородностей в полосковых линиях.
Занятии 4. Расчет связанных линий.
Занятии 5. Расчет фильтров низких частот на ПЛ.
Занятии 6. Расчет направленных ответвителей.
Занятии 7. Расчет делителей мощности на различных ПЛ.
Занятии 8. Расчет фазовращетелей.
Занятии 9. Расчет комутаторов на четное количество выходов.
Занятии 10. Расчет комутаторов на нечетное количество выходов.
Занятии 11. Расчет смесителей на БТ и ПТ.
2.5. Курсовое проектирование
8 семестр
Примерные темы курсовых проектов включают расчет топологии и разработка микроволновых устройств на различных ПЛ (для разных диапазонов частот: метод указание
№2571-1, 2571-2):
- Провести эскизную проработку топологии доплеровской РЛС малой мощности.
- Провести эскизную проработку топологии ретранслятора со сдвигом несущей.
- Провести эскизную проработку топологии узлового ретранслятора
- Провести эскизную проработку топологии выходного узлового ретранслятора.
- Провести эскизную проработку топологии РЛС со сжатием импульса.
- Провести эскизную проработку топологии доплеровской БРЛС.
10 семестр
Примерные темы курсовых проектов:
- Расчет параметров и характеристик навигационных и локационных лазерных систем.
- Расчет и проектирование навигационных и локационных лазерных систем.
11
- Расчет параметров и характеристик лазерных дальномеров.
- Расчет и проектирование лазерных дальномеров.
- Расчет параметров и характеристик лазерных систем диагностики среды.
- Расчет и проектирование лазерных систем диагностики среды.
- Расчет параметров и характеристик лазерных терапевтических и диагностических аппаратов.
- Расчет и проектирование лазерных терапевтических и диагностических аппаратов.
- Расчет параметров и характеристик лазерных измерительных устройств.
- Расчет и проектирование лазерных измерительных устройств.
- Расчет параметров и характеристик лазерных систем специального назначения.
- Расчет и проектирование лазерных систем специального назначения.
Бюджет времени на самостоятельную и индивидуальную работу студента
№
Вид работы
1.
Подработка лекций
Подготовка к практическим
занятиям
Выполнение курсовых и других
домашних работ
2.
4.
Часов в неделю
8 сем 9 сем 10 сем
8 сем
9 сем
10 сем
1ч
11,0 ч
17,0 ч
17,0 ч
11,0 ч
ч
28,0 ч
13 ч.
33,0 ч.
50
30
50
1ч
1ч
1ч
0,8 ч.
Всего часов
12
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЦЕЛЕЙ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Студенты в процессе изучения дисциплины и после ее завершения в соответствии с
профилем материала должны демонстрировать:
способность применять полученные знания;
способность идентифицировать, формулировать и решать поставленные проблемы;
способность использовать навыки, методы, оборудование и технологии для решения
проблем;
способность разрабатывать и проводить эксперименты, анализировать и объяснять
полученные данные и результаты;
понимание профессиональной и этической ответственности;
формирование достаточно широкого образования, необходимого для понимания
влияния профессиональных проблем и их решений на общество и мир в целом;
знание современных проблем;
способность работать в многопрофильных командах;
способность результативного общения;
понимание необходимости и стремления обучаться в течение всей жизни.
4.
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ
ЗАЯВЛЕННЫХ ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
(отмечаются используемые методы, корректировка осуществляется по мере
необходимости, но не реже, чем 1 раз в 3-4 года)
Метод анкетных опросов и письменных обзоров.
Метод выходного или иного интервью.
Стандартные формы контроля качества усвоения знаний.
Метод авторского формирования содержания экзаменов.
Информационная база студентов и архивные записи.
Группы по интересам (студенческая работа по интересам, группы по проблемам).
Система требований (собрание образцов работ).
Метод конкретных ситуаций (метод моделирования).
Оценка работы.
Внешний экзаменатор.
Устные экзамены.
Метод наблюдения поведения.
5. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИЙ
№
разделов
курса
знание и понимание
А1 А2 А3
8 сем
+
+
+
9 сем
+
+
+
10 сем
+
+
+
Кур.пр.
8 сем
Кур.пр.
10 сем
А4
+
А5
+
Результаты образования
Интеллектуальные
Практические
навыки
навыки
В1 В2 В3 В4 С1 С2 С3 С4
+
+
+
+
+
+
+
Переносимые
навыки
Д1
Д2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Карта контроля качества: 1) достижения целей; 2) для самоконтроля студентами своей учебной деятельности.
В области знания и понимания (А):
13
- Знает особенности систем различных диапазонов частот
- Знает и четко различает виды систем различных диапазонов частот
и их функциональное назначение
- Может объяснить физические принципы функционирования систем
(А1),
(А2),
(А3),
- Может объяснить основные принципы построения систем различного
назначения
(А4),
- Понимает взаимосвязь процессов в системах и знает методы их оптимизации
(А5).
В области интеллектуальных навыков (В) способен:
 Анализировать процессы, происходящие в микроволновых и оптических
системах при их функционировании
(В1);
 Разрабатывать и модернизировать математические модели процессов
(В2);
 Анализировать и выбирать эффективные режимы работы систем
(В3);
 Разрабатывать структурные схемы устройств с заданными функциональными
свойствами
(В4).
В области практических навыков (С) может:
 Применять модели и методы для разработки устройств различных диапазонов
Частот
(С1);
 Эффективно использовать вычислительные среды и программные продукты для анализа и синтеза устройств
(С2);
 Применять методы анализа для оценки качества и параметров устройств
(С3);
 Уметь подобрать необходимые активные элементы для выполнения
проектных работ
(С4);
В области переносимых навыков (Д), способен:
 Применять принципы и методы разработки функциональных устройств микроволнового диапазона для разработки оптоэлектронных устройств
(Д1);
- Применять математический аппарат моделирования микроволновых и оптических
устройств
при
выполнении
курсовых
и
выпускных
квалификационных
работ
(Д2).
6. РЕЙТИНГ И ИТОГОВАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА
ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
Рейтинговая система РИТМ – ТРТУ использует 100 балльную оценку.
Промежуточный и суммарный (рубежный или итоговый) рейтинг по дисциплине
8 семестр
Рейтинг первого
контроля
Макс.
30
Мин.
17
Рейтинг второго
контроля
Макс.
20
Мин.
12
Рейтинг третьего
контроля
Макс.
50
Мин.
26
Суммарный
(рубежный или
итоговый) рейтинг
Макс.
Мин.
100
55
Рейтинг и итоговая дифференциальная оценка по курсовому проекту 8 семестр
Дифференциальная оценка
Отлично
Хорошо
Рейтинг (в баллах системы РИТМ)
Обозначение оценки в системе ЕСТS
16 - 14
A
13 - 11
C
Удовлетворительно
10 - 8
E
Неудовлетворительно
менее 8
F
5.3. Рейтинг и итоговая дифференциальная оценка по дисциплине
Дифференциальная оценка
Отлично
Хорошо
Рейтинг (в баллах системы РИТМ)
Обозначение оценки в системе ЕСТS
100-85
A
84-70
C
Удовлетворительно
69-55
E
Неудовлетворительно
менее 55
F
14
9 семестр
Рейтинг первого
контроля
Макс.
25
Мин.
14
Рейтинг второго
контроля
Макс.
20
Мин.
12
Рейтинг третьего
контроля
Суммарный
(рубежный или
итоговый) рейтинг
Макс.
55
Макс.
100
Мин.
29
Мин.
55
Рейтинг и итоговая дифференциальная оценка по дисциплине
Дифференциальная оценка
Отлично
Хорошо
Рейтинг (в баллах системы РИТМ)
Обозначение оценки в системе ЕСТS
100-85
A
84-70
C
Удовлетворительно
69-55
E
Неудовлетворительно
менее 55
F
10 семестр
Рейтинг первого
контроля
Макс.
25
Мин.
14
Рейтинг второго
контроля
Макс.
20
Мин.
12
Рейтинг третьего
контроля
Суммарный
(рубежный или
итоговый) рейтинг
Макс.
55
Макс.
100
Мин.
29
Мин.
55
Рейтинг и итоговая дифференциальная оценка по курсовому проекту 10 семестра
Дифференциальная оценка
Отлично
Хорошо
Рейтинг (в баллах системы РИТМ)
Обозначение оценки в системе ЕСТS
19 - 17
A
16 - 14
C
Удовлетворительно
13 - 10
E
Неудовлетво
рительно
менее 6
F
Удовлетворительно
69-55
E
Неудовлетворительно
менее 55
F
Рейтинг и итоговая дифференциальная оценка по дисциплине
Дифференциальная оценка
Отлично
Хорошо
Рейтинг (в баллах системы РИТМ)
Обозначение оценки в системе ЕСТS
100-85
A
84-70
C
15
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
_____________________________________________________________________
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан ЭП факультета
Коноплев Б.Г.
___________________________
«____»________2011/2012 учеб. год
Образовательная профессиональная
программа (ОПП) специальности 200201 «Лазерная техника и лазерные
технологии»
Факультет _____________ЭП_______________________
Выпускающая кафедра по ОПП
РТЭ______
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ЛАЗЕРНЫЕ И МИКРОВОЛНОВЫЕ СИСТЕМЫ И
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ» (ЛиМСиАТП)
Кафедра ______РТЭ_______________________
Лектор Червяков Г.Г.____
Форма обучения __________очная________ Срок обучения______5,5 лет______
Технология обучения
лекции, практические занятия, тесты, коллоквиумы,
курсовые проекты
курс__4, 5____Семестры___8, 9, 10___
Академические часы _287 (11,5 кредит
час.)
Зачетные единицы __11,5 кредит час.__
Учебных занятий
Учебных занятий
Из них:
лекций
практических
лабораторных
самостоятельных
индивидуальных
(курсовой проект)
8 сем
114 час
4 кч.
9 сем
64 час.
3,5 кч.
10 сем
109час.
4 кч.
−
22 ч
22 ч
−
50 ч
−
20 ч
−
34 ч
−
−
30 ч
−
−
−
34 ч
−
−
50 ч
−
25 ч
Промежуточный
рейтинг-контроль (зачет)
Итоговый рейтинг8 сем
контроль (экзамен)
9 сем
10 сем
Из них:
лекций
практических
лабораторных
самостоятельных
индивидуальных
(курсовой проект)
8 сем
100 бал.
4 кч.
9 сем.
100 бал.
3,5 кч.
10 сем.
100 бал.
4кч.
−
20
20
−
52
−
32
−
44
48
49
19
16
Промежуточный
рейтинг-контроль (зачет)
Итоговый рейтинг8 сем
контроль (экзамен)
9 сем
10 сем
ПРОВОДЯТ ЗАНЯТИЯ
Практические
(ф.и.о. преподавателя группы)
Червяков Г.Г.
Лабораторные
(ф.и.о. преподавателя группы)
Руководство курсовым проекти
рованием (ф.и.о. преподават.гр.)
Червяков Г.Г.
16
1. ЛЕКЦИИ
Неделя,
число,
месяц
1.09.09
08.09
15.09
22.09
29.09
06.10
13.10
20.10
27.10
3.11
10.11
08.09.10
ТЕМА ЛЕКЦИИ
Тип и
число
часов
Модуль 1 (8 семестр)
Линии передачи оптических и микро2
волновых каналов и систем связи.
Расчет геометрии линий передач.
ВОЛС и технология изготовления
2
предельно достижимые геометрические размеры.
Связанные полосковые линии переда2
чи. Расчет фильтров полосовых, низкочастотных, высокочастотных, режекторных.
Оптимальные реализации фильтров
2
на различных типах ПЛ. Расчет
направляющих элементов и кольцевых делителей мощности.
Примеры реализации, топологические
2
чертежи элементов. Элементы машинного проектирования
Направляющие элементы оптического
2
и СВЧ диапазонов. Диэлектрические
и открытые резонаторы, микрополосковые и диэлектрические элементы.
Активные элементы и устройства пе2
редачи информации. Некогерентные и
когерентные источники света.
Диоды ограничительные, смеситель2
ные, переключающие, варакторные,
ЛПД, ЛФД, Ганна, туннельные и обращенные в устройствах микроволновой и опто- техники.
Биполярные и полевые транзисторы и
2
фототранзисторы в СВЧ схемах. Теория работы, вопросы технологии изготовления и согласования с передающими трактами.
Расчет систем и структура электрон2
ных устройств передачи оптической
информации.
Примеры реализаций устройств и си2
стем локации, навигации, доплеровских измерителей скорости
Модуль 2 (9 семестр)
Требования к телевизионному каналу
2
и особенности телеприемников. Передающие и приемные телевизионные
устройства.
Основы цифрового телевидения.
Практические, семинарские
занятия
Число
часов
Методы анализа СВЧ
устройств, пассивных и
активных.
Линии передачи. Расчет
МПЛ, ЩЛ, КЛ и вопросы технологии.
Расчет неоднородностей и связанных линий
в ПЛ, расчет фильтров.
2
Расчет топологии
направляющих элементов и делителей мощности
Вентили, циркуляторы,
МПЛ резонаторы, расчет, включение.
Активные приборы в
устройствах СВЧ. Расчет диодных схем.
2
Расчет комутаторов и
смесителей на диодах.
2
2
2
2
2
Расчет усилителей на
биполярных транзисторах.
Расчет усилителей на
полевых транзисторах.
Расчет генераторов и
умножителей на БТ и
ПТ.
Конструирование узлов
и устройств РЛС, РНС.
Расчет элементов ФАР
2
2
17
22.09
06.10
20.10
03.11
17.11
01.12
15.12
29.12
Радиоавтоматические устройства и
2
типовые задачи радиоавтоматики
Дискриминационные устройства и
динамические звенья.
Аналоговые
электронно2
вычислительные устройства и машины. Общие сведения о системах связи.
Устройства локации, навигации, пеленгации. Уплотнение сигналов в каналах связи.
Измерение координат и скорости
2
движения цели. Структурные схемы
РЛС и РНС. Контроль систем.
Устройства систем радиоразведки и
радиопротиводействия.
Пассивные и активные устройства
2
помех.
Станции радиотехнической разведки.
Области применения ФАР и АФАР.
Системы управления лучом. Излуча2
тели ФАР и АФАР.
Системы персональной мобильной
связи.
Региональные
мобильные
транкинговые и линейные системы
индивидуальной связи.
Глобальные мобильные системы
2
спутниковой связи. Системы персонального радиовызова.
Принципы построения систем связи.
Сотовые системы стандартов NMT450 (NMT-900).
Структурное построение ССПС NМТ2
450i (NМТ-900).
Базовая станция ВD-28N ССПС стандарта NМТ-450i. Мобильная станция
ССПС стандарта NМТ-450i.
Особенности формирования радиока2
налов в стандартах GSM-900 (GSM1800). Спутниковые системы связи
подвижной службы.
Модуль 3 (10 семестр)
№1
Особенности лазерной локации
2
№2
Принципы и особенности прямого
детектирования, гетеродинного и интерферометрического методов фотоприема.
Системы оптической локации – лидары.
Лидар для мониторинга воздушных
бассейнов
2
№3
№4
2
2
18
№5
Лидары комбинационного рассеяния.
2
№6
Лазерные локационные станции.
2
№7
Сканирующие лазерные локаторы с
некогерентным режимом излучения
для получения изображения целей.
Сканирующие лидары с когерентным
режимом излучения.
Лазерные системы ближней дальнометрии. Лазерные дальномеры и системы управления огнем.
Методы контроля окружающей среды
Принципы и методы дистанционного
измерения газового состава атмосферы.
Активные спектрально- оптические
методы Метод комбинационного
рассеяния.
Особенности атмосферных примесей и
их обнаружение. Спектры поглощения атмосферных газов.
Лазерные системы контроля окружающей среды. Сечения резонансного
рассеяния.
Определение влажности пограничного слоя атмосферы. Основные теоретические соотношения
Выбор возбуждающего излучения
Элементная база и аппаратура лазерной локации.
Типовые оптические лазерные систем.
2
№8
№9
№ 10
№ 11
№ 12
№ 13
№ 14
№ 15
№ 16
№ 17
2.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Лабораторные занятия
Не предусмотрены программой
3. Курсовые проекты и работы, типовые расчеты, типовые задания, домашние
задания по учебному плану ТТИ ЮФУ реализации ОПП
№
1
2
Вид и содержание
Курсовой проект 8 семестр
Курсовой проект 10 семестр
Дата
выдачи
сдачи
10.9.09
10.9.10
10.12.09
10.12.10
Темы курсовых проектов (8 семестр)
Расчет элементов ГИС СВЧ, выполненных на различные частотные диапазоны и типы ПЛ:
Расчет пассивных микроволновых устройств.
19
Расчет активных микроволновых устройств.
Расчет неоднородностей в полосковых линиях.
Расчет связанных линий.
Расчет фильтров низких частот на ПЛ.
Расчет направленных ответвителей.
Расчет делителей мощности на различных ПЛ.
Расчет фазовращетелей.
Расчет комутаторов на четное количество выходов.
Расчет комутаторов на нечетное количество выходов.
Расчет смесителей на БТ и ПТ.
Темы курсовых проектов (10 семестр)
Оценка параметров и характеристик оптических систем локации.
Расчет потенциальных возможностей оптических систем гетеродинного и интерферометрического приема.
Расчет элементов систем лидаров для мониторинга воздушного бассейна.
Расчет элементов систем лидаров комбинационного рассеяния.
Принципы и методы дистанционного измерения газового состава атмосферы.
Определение влажности пограничного слоя атмосферы.
Расчет регенераторов и оптических усилителей на электронных компонентах.
Расчет коммутаторов на электронных компонентах.
Расчет регенераторов и оптических усилителей на ВОЛС и выбор возбуждающего излучения.
Элементная база и аппаратура лазерной локации.
Сканирующие лидары с когерентным режимом излучения.
Типовые расчеты систем лазерной дальномерии.
Типовые расчеты системы управления огнем.
Типовые расчеты системы сканирующих лидаров с некогерентным режимом излучения для
получения изображения целей.
Типовые расчеты системы оптической локации.
Типовые расчеты лазерных систем контроля окружающей среды.
Типовые расчеты системы лазерных систем ближней дальнометрии.
4. Бюджет времени на самостоятельную и индивидуальную работу студента
№
Вид работы
1.
Подработка лекций
Подготовка к практическим
занятиям
Выполнение курсовых и других
домашних работ
2.
4.
Часов в неделю
8 сем 9 сем 10 сем
8 сем
9 сем
10 сем
1ч
11,0 ч
17,0 ч
17,0 ч
11,0 ч
ч
28,0 ч
13 ч.
33,0 ч.
50
30
50
1ч
1ч
1ч
0,8 ч.
Всего часов
Лектор
Ответственный за дисциплину (цикл)
Зав. кафедрой РТЭ
Г.Г. Червяков
Г.Г. Червяков
20
9. Формы самостоятельной работы студентов
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ 10 СЕМЕСТРА
Вариант №1
1) Многокаскадный магнитный усилитель.
2) Автоматические выключатели.
Вариант №2
1) Магнитоупругие датчики.
2) Реверсивные усилители с выходным переменным током.
Вариант №3
1) Индукционные датчики.
2) Реверсивные магнитные усилители с выходным постоянным током.
Вариант №4
1) Дифференциальные (реверсивные) индуктивные датчики.
2) Магнитные усилители с внутренней обратной связью.
Вариант №5
1) Металлические терморезисторы.
2) Магнитные пускатели.
Вариант №6
1) Полупроводниковые терморезисторы.
2) Электромагнитные муфты.
Вариант №7
1) Собственный нагрев термисторов.
2) Теория идеального магнитного усилителя
Вариант №8
1) Приемники излучения фотоэлектрических датчиков.
2) Инерционность идеального магнитного усилителя.
Вариант №9
1) Излучатели ультразвуковых колебаний.
2) Электромагниты. Типы электромагнитов.
Вариант №10
1) Кнопки управления и тумблеры.
2) Магнитоуправляемые контакты.
Вариант №11
1) Пакетные переключатели.
2) Шаговые искатели и распределители.
Вариант №12
1) Путевые и конечные переключатели.
2) Электротермические реле.
Вариант №13
1) Реверсивные потенциометрические датчики.
2) Реле времени.
Вариант №14
1) Функциональные потенциометрические датчики.
2) Индукционные реле.
Вариант №15
1) Устройство и установка проволочных тензодатчиков.
2) Электродинамические реле.
Вариант №16
1) Фольговые и пленочные тензодатчики.
2) Магнитоэлектрические реле.
Вариант №17
21
1) Угольные и полупроводниковые тензодатчики.
2) Вибропреобразователи
Вариант №18
1) Мостовая схема с тензодатчиками.
2) Магнитные цепи поляризованных реле.
Вариант №19
1) Характеристики и схемы включения емкостных датчиков.
2) Электромагнитные реле переменного тока.
Вариант №20
1) Чувствительность пьезодатчиков и требования к измерительной цепи.
2) Электромагнитные реле постоянного тока.
Вариант №21
1) Измерение температуры с помощью термопар.
2) Конструктивные типы контактов.
Вариант №22
1) Устройство и принцип действия струнных датчиков.
2) Контакторы. Конструкции контакторов.
Вариант №23
1) Физические основы эффекта Холла и эффекта магнитосопротивления.
2) Расчет электромагнитов.
Вариант №24
1) Применение датчиков Холла и датчиков магнитосопротивления.
2) Быстродействующие магнитные усилители.
Вариант №25
1) Трансформаторные датчики.
2) Трехфазные магнитные усилители.
Банк контрольных заданий и вопросов по учебной дисциплине ЛиМСиАТП
(портфель студента)
Типовые темы курсовых проектов
8 семестр
Примерные темы курсовых проектов включают расчет топологии и разработка микроволновых устройств на различных ПЛ (для разных диапазонов частот: метод указание
№2571-1, 2571-2):
- Провести эскизную проработку топологии доплеровской РЛС малой мощности.
- Провести эскизную проработку топологии ретранслятора со сдвигом несущей.
- Провести эскизную проработку топологии узлового ретранслятора
- Провести эскизную проработку топологии выходного узлового ретранслятора.
- Провести эскизную проработку топологии РЛС со сжатием импульса.
- Провести эскизную проработку топологии доплеровской БРЛС.
10 семестр
Примерные темы курсовых проектов:
- Расчет параметров и характеристик навигационных и локационных лазерных систем.
- Расчет и проектирование навигационных и локационных лазерных систем.
- Расчет параметров и характеристик лазерных дальномеров.
- Расчет и проектирование лазерных дальномеров.
- Расчет параметров и характеристик лазерных систем диагностики среды.
- Расчет и проектирование лазерных систем диагностики среды.
- Расчет параметров и характеристик лазерных терапевтических и диагностических аппаратов.
- Расчет и проектирование лазерных терапевтических и диагностических аппаратов.
22
- Расчет параметров и характеристик лазерных измерительных устройств.
- Расчет и проектирование лазерных измерительных устройств.
- Расчет параметров и характеристик лазерных систем специального назначения.
- Расчет и проектирование лазерных систем специального назначения.
Вопросы рейтингов (4 балла) и экзамена (8 семестр) ЛиМСиАТП (часть 1)
(4 кредит часа)
1. Начертите функциональную схему входного тракта микроволнового приемника и
поясните назначение ее отдельных функциональных узлов
2.. Изобразите топологию основных узлов входного тракта такого приемника на
МПЛ, ЩЛ и КЛ.
3. Изобразите наиболее распространенные конструкции аттенюаторов, согласованных
нагрузок и фазовращателей на полосковых линиях.
4. Изобразите основные конструкции направленных ответвителей, делителей мощности и поясните принципы их работы.
5. Объясните процессы, происходящие в ферритовых циркуляторах и вентилях.
6. Опишите основные этапы проектирования фильтров и приведите примеры их топологий.
7. Приведите примеры расчета и конструирования устройств на диодах (детекторы,
смесители, управляющие устройства).
8. Назовите принципы конструирования и основные показатели качества полосковых
ГИС и ИС СВЧ.
9. Приведите основные конструкции согласующих устройств на полосковых линиях.
10. Начертите топологические схемы устройств управления и поясните особенности
их проектирования.
11. Начертите топологические схемы выключателей, переключателей, фазовращателей и поясните принцип их работы.
12. Начертите топологические схемы преобразования частоты и поясните особенности проектирования балансных и двойных балансных схем.
13. Начертите топологические схемы усилителей на биполярных транзисторах и поясните назначение основных элементов и особенности их проектирования.
14. Начертите топологические схемы усилителей на полевых транзисторах и поясните
назначение основных элементов и особенности их проектирования
15. Начертите топологические схемы устройств умножения частоты и поясните особенности их проектирования.
16. Каковы особенности конструкций полосковых направленных ответвителей и мостовых устройств?
17. Начертите основные конструкции ферритовых устройств (циркуляторов и вентилей) и поясните, какими факторами определяются их электрические характеристики?
18. Начертите основные конструкции полосковых антенн и поясните особенности их
проектирования.
19. Начертите топологические схемы устройств параллельного коммутатора на 3 канала и поясните особенности их проектирования
20. Начертите топологические схемы устройств последовательного коммутатора на 5
каналов и поясните особенности их проектирования
1. Линии передачи микроволновых каналов и расчет их геометрии.
2. Связанные полосковые линии передачи, технология изготовления, предельно достижимые геометрические размеры.
3. Расчет фильтров полосовых, низкочастотных, высокочастотных, режекторных.
4. Оптимальные реализации фильтров на различных типах линий передачи.
5. Расчет направляющих элементов и кольцевых делителей мощности.
6. Направляющие элементы оптического и микроволнового диапазонов.
23
7. Диэлектрические и открытые резонаторы, микрополосковые и диэлектрические
элементы.
8. Активные элементы и устройства передачи информации.
10. Диоды ограничительные, смесительные, переключающие, варакторные, ЛПД,
ЛФД, Ганна, туннельные и обращенные в устройствах микроволновой техники.
11. Биполярные и полевые микроволновые транзисторы и фототранзисторы в схемах
и вопросы согласования с передающими трактами.
14. Методы анализа микроволновых устройств, пассивных и активных.
16. Расчет неоднородностей в ПЛ.
19. Расчет и топологии направляющих элементов и делителей мощности.
20. Расчет и включение в ПЛ вентилей, циркуляторов, МПЛ резонаторов.
21. Микроволновые активные приборы в устройствах и системах.
22. Расчет и топология диодных схем.
22. Расчет микроволновых полосковых комутаторов и смесителей на диодах.
32. Начертите основные конструкции полосковых антенн и поясните особенности их
проектирования.
Вопросы рейтингов (4 балла) и экзамена с задачами (9 семестр) ЛиМСиАТП (часть 2)
(3,5 кредит часа)
1. Приведите частотные характеристики каналов телевидения.
2. Изобразите структурная схема канала видиосигнала телевизионного приемника.
3. Приведите функциональная схема приемника телевизионного изображения.
4. Поясните принцип работы устройства синхронизации телевизионного приемника.
5. Начертите функциональную схему микроволнового передатчика и поясните назначение ее отдельных функциональных узлов.
6. Требования к телевизионному каналу и спектр полного телевизионного сигнала.
7. Приведите функциональную схему передатчика телевизионных сигналов.
8. Назовите и поясните типовые задачи, решаемые системами радиоавтоматики.
9. Изобразите динамические звенья систем радиоавтоматики
10. Определение параметров комплексированных систем радиоавтоматики.
11. Расчет потенциала РЛС.
12. Принципы радиопеленгации и радионавигации.
13. Способы уплотнения сигналов.
14. Определение скорости перемещения объектов.
15. Определение предельных эксплуатационных характеристик СВЧ устройств и систем.
16. Определение уровня сигнала при различных типах локации, частотных диапазонах, характерах связи и параметрах атмосферы.
17. Назовите и основные характеристики систем РНС и РЛС.
18. Способы повышения чувствительности РНС и РЛС.
19. Опишите принцип работы РЛС с искусственным раскрывом антенны.
20. Изобразите функциональную схему РРЛ с ретрансляцией по основной частоте.
21. Изобразите функциональную схему моноимпульсной РЛС.
22. Изобразите функциональную схему РРЛ с ретрансляцией по промежуточной частоте.
23. Изобразите функциональную схему многочастотной РЛС и поясните особенности
работы.
24. Изобразите функциональную схему станции радиоразведки и поясните принцип
ее работы.
25. Изобразите функциональную схему станции радиопротиводействия и поясните
принцип работы.
26. Опишите принцип действия пассивного радиопротиводействия.
24
27. Приведите структурные схемы станций непрерывных и шумовых помех.
28. Перечислите и поясните принципы активных методов радиопротиводействия.
29. Поясните принцип работы беспоисковых систем разведки несущей частоты.
30. Выведите уравнения радиолокации.
31. Назовите и опишите способы измерение скорости движения.
32. Технические способы повышения чувствительности РНС и РЛС.
33. Задачи определения трех групп навигационных параметров.
34. РЛС с искусственным раскрывом антенны.
35. Радионавигационные системы с использованием ИСЗ.
36. Системы посадки и управления воздушным движением.
37. Оптические ретрансляторы и особенности лазерных атмосферных системах связи.
38. Космические системы радиосвязи и лазерные системы связи.
39. Системы мобильной радиосвязи и принципы построения систем.
40. Сотовые системы стандартов NMT-450 (NMT-900).
41. Структурное построение ССПС NМТ-450i (NМТ-900).
42. Режимы работы ССПС стандартов NМТ-450i (NМТ-900).
43. Нумерация и маршрутизация в стандартах NМТ-450i (NМТ-900) и структура адресных кодограмм.
44. Базовая станция ВD-28N ССПС стандарта NМТ-450i и мобильная станция стандарта NМТ-450i.
45. Особенности формирования радиоканалов в стандартах GSM-900 (GSM-1800).
46. Мобильные системы транкинговой радиосвязи и особенности построения цифровых транкинговых.
47. Системы персонального радиовызова и мобильные СПРВ с многочастотным комбинаторным и линейным бинарным кодированием.
48. Спутниковые системы связи подвижной службы, наземная инфраструктура и космический сегмент.
49. Применение противорадиолокационных покрытий.
50. Антенны (зеркальные и линзовые) и фазированные антенные решетки.
51. Антенные решетки, сопровождение целей моноимпульсным методом и методы
сканирования ФАР.
Задачи
1. Пусть тракт радиосвязи характеризуется Р = 1,0 кВт, Gm = 10 дБ, A = 16 м2,ц = 1,0
м2, =0,04 м, S мин = 1016 Вт. Чему равна максимальная дальность ?
2. Чему равна чувствительность приемника РЛС, если удается обнаружить на расстоянии 50 км цель с ц = 10 м2, при Р = 1000 Вт, Gm = 10 дБ,  = 0,5 м?
3. Чему равна чувствительность приемника РЛС (hант = 9 м), если удается обнаружить
человека на расстоянии 10 км цель, при Р = 10 Вт, Gm = 20 дБ,  = 0,03 м?
4. Чему равна чувствительность приемника береговой РЛС (hант = 4 м), если удается
обнаружить яхту (hант = 9 м) на расстоянии 30 км цель, при ц = 10 м2, Р = 100 Вт, Gm = 20
дБ, = 0,03 м?
5. Чему равна отражательная способность цели если ее удается обнаружить
(hантРЛС=16 м) на расстоянии 20 км, при Р = 1000 Вт, Gm = 40 дБ,  = 0,02 м, S мин = 1016?
6. Чему равна однозначная дальность при радиолокации, если частота повторения импульсов составляет 45 кГц?
7. При какой частоте повторения импульсов РЛС однозначная дальность не хуже 1000
км?
8. На сколько изменится частота доплеровского сдвига, если цель движется с переменной скоростью V = 60 км/час, при V0 = 360 км/час и частоте несущей 16 ГГц ?
9. С какой скоростью движется скоростной лифт, если частота доплеровского сдвига
при частоте несущей 15 ГГц составляет 10 Гц?
25
10. Определите потенциал доплеровской РЛС, если Римп = 40 Вт, Gm = 1000, S мин=1014
Вт?
11. На сколько изменится частота доплеровского сдвига, если угол наблюдения изменится с 30о до 45о, а радиальная скорость цели Vr относительно РЛС равна 40 м/сек. Длина
волны, соответствующая несущей частоте равна 6 ГГц ?
12. Во сколько раз изменится частота доплеровского сдвига, если угол наблюдения
объекта меняется с 45о до 60о, а радиальная скорость цели Vr относительно РЛС равна 30
м/сек. Длина волны, соответствующая несущей частоте равна 15 ГГц ?
13. На сколько изменится частота доплеровского сдвига, если угол наблюдения изменится с 60о до 90о, а радиальная скорость цели Vr относительно РЛС равна 25 м/сек. Длина
волны, соответствующая несущей частоте равна 20 ГГц ?
14. На сколько изменится дальность уверенного приема (при наличии рефракции) если антенну снизили с 89 до 4 метров?
15. Во сколько раз изменится дальность уверенного приема (при наличии рефракции)
если антенны подняли с 1 до 49 метров?
16. Во сколько раз дальность уверенного приема при наличии рефракции превышает
дальность уверенного приема без рефракции?
17. На каком расстоянии с борта парусной яхты яхтсмен увидит приближающийся
рыболовецкий сейнер (h = 16 м) в спокойном море?
18. При какой минимальной высоте приемной антенны можно реализовать в открытом спокойном море связь борта (h = 9 м) с передатчиком на дальности 40 км?
19. Чему равна пропускная способность канала связи, если он передает импульсы с
и=0,1 нс, а отношение с/ш по мощности равно 47?
20. Чему равна пропускная способность канала связи, если он передает импульсы с
и=0,01 нс, а отношение с/ш по мощности равно 15?
21. При оптимальном приеме методом «сжатия импульсов» и уменьшается с 1,2 мс
до 0,04 мкс. Во сколько раз возрастет импульсная мощность ?
22. При использовании метода «сжатия импульсов» и уменьшили с 0,8 мс до 0,5 мкс.
Во сколько раз возрастет импульсная мощность ?
23. При оптимальном приеме методом «сжатия импульсов» и уменьшается с 1,8 мс
до 0,2 мкс. Во сколько раз возрастет импульсная мощность ?
24. Плоская крыша цеха покрыта рубироидом толщиной 0,1 м,  = 9. На какой частоте
ИСЗ будет видеть цех в виде белого пятна ?
25. Двухслойное самолетное покрытие выполнено из материалов с 1 = 1, 1 = 16 и
1=9, 1 = 9 и ориентировано на снижение видимости для  = 3 см и  = 2 см. Какова должна быть структура покрытия ?
26. На какой частоте диэлектрическое покрытие с параметрами 1 = 16, 1 = 9, толщиной 2,8 см не будет давать отражений ?
27. Определить ширину луча ФАР на уровне 0,5 мощности при КНД = 2492 ?
28. Определить КНД активной ФАР при ширине луча на уровне 3дБ по мощности
равном 25о ?
29. Чему равна чувствительность приемника береговой РЛС (hант = 9 м), если удается
обнаружить сейнер (hант = 9 м) на расстоянии 40 км цель, при ц = 80 м2, Р = 1000 Вт,
Gm=10 дБ,  = 0,02 м?
30. Чему равна отражательная способность цели если ее удается обнаружить
(hантРЛС=9 м) на расстоянии 60 км, при Р = 1000 Вт, Gm = 20 дБ,  = 0,05 м, S мин = 1014?
31. Пусть тракт радиосвязи характеризуется Р = 80 Вт, Gm = 30 дБ, A = 20 м2, ц = 25
м2, = 0,1 м, S мин = 1015 Вт. Чему равна максимальная дальность ?
32. Чему равна отражательная способность цели если ее удается обнаружить
(hантРЛС=25 м) на расстоянии 70 км, при Р = 1000 Вт, Gm = 40 дБ,  = 0,03 м, S мин = 1016?
26
Вопросы рейтингов (4 балла) и экзамена (10 семестр) ЛиМСиАТП (часть 3)
(4 кредит часа)
1. Частотные характеристики каналов передачи оптических сигналов.
2. Функциональные схемы приемников оптическогосигнала.
3. Структурная схема волоконного канала передачи информации.
4. Устройства синхронизации и восстановления сигналов.
5. Способы уплотнения сигналов.
6. Открытые и волоконнооптические системы оптической связи.
7. Особенности каналов передачи цифровой информации.
8. Особенности лазерной и микроволновой локации.
9. Принципы и особенности гетеродинного и интерферометрического приема.
10. Системы оптической локации – лидары.
11. Лидар для мониторинга воздушных бассейнов.
12. Лидары комбинационного рассеяния.
13. Лазерные локационные станции.
14. Сканирующие лазерные локаторы с некогерентным режимом излучения для получения изображения целей.
15. Сканирующие лидары с когерентным режимом излучения.
16. Лазерные системы ближней дальнометрии. Лазерные дальномеры и системы
управления огнем.
17. Методы контроля окружающей среды. Принципы и методы дистанционного измерения газового состава атмосферы.
18. Активные спектрально- оптические методы Метод комбинационного рассеяния.
19. Особенности атмосферных примесей и их обнаружение. Спектры поглощения атмосферных газов.
20. Лазерные системы контроля окружающей среды. Сечения резонансного рассеяния.
21. Определение влажности пограничного слоя атмосферы. Основные теоретические
соотношения.
22. Выбор возбуждающего излучения.
23. Элементная база и аппаратура лазерной локации.
24. Типовые оптические лазерные систем.
25. ЛЛС в режиме поиска и обнаружения цели.
26. Эффективность обнаружения оптического сигнала.
27. Расчет пороговой мощности оптического сигнала.
28. Расчет параметров и характеристик оптических систем локации.
29. Расчет потенциальных возможностей оптических систем гетеродинного и интерферометрического приема.
30. Расчет элементов систем лидаров для мониторинга воздушного бассейна.
31. Расчет элементов систем лидаров комбинационного рассеяния.
32. Принципы и методы дистанционного измерения газового состава атмосферы.
33. Определение влажности пограничного слоя атмосферы.
34. Расчет регенераторов и оптических усилителей на электронных компонентах.
35. Расчет коммутаторов на электронных компонентах.
36. Расчет регенераторов и оптических усилителей на ВОЛС и выбор возбуждающего
излучения.
37. Элементная база и аппаратура лазерной локации.
38. Сканирующие лидары с когерентным режимом излучения
39. Типовые расчеты систем лазерной дальномерии.
40. Типовые расчеты системы управления огнем.
41. Типовые расчеты системы сканирующих лидаров с некогерентным режимом излучения для получения изображения целей.
27
42. Типовые расчеты системы оптической локации.
43. Типовые расчеты лазерных систем контроля окружающей среды.
44. Типовые расчеты системы лазерных систем ближней дальнометрии.
Инновации в преподавании учебной дисциплины
Дисциплина переведена в презентационную форму и обеспечена методической и
учебной литературой в электронном виде, доступном на сайте кафедры РТЭ (как и описание практических заданий с вариантом решения). По разделу автоматизации технолгических процессов студенты выполняют рефераты на заданные темы с их защитой на
зачетной неделе.
Разработчик программы:
Червяков Г.Г. – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой РТЭ
ТТИ ЮФУ