1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Цель курса «УСТРОЙСТВА СВЧ» состоит в формировании у студента представления о роли и месте антенно-фидерного тракта в составе сложной радиотехнической системы, выработка базовых умений и навыков расчетной оценки основных параметров антенн и СВЧ устройств. Ядро курса составляют основные понятия прикладной электродинамики, составляющие основу современных методик проектирования антенн и устройств СВЧ. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-5 | Способность проектировать и эксплуатировать телекоммуникационные и информационные системы с учетом условий и принципов их работы, а также методов эксплуатации современной радиоэлектронной и оптической аппаратуры и оборудования; |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | Знает принципы работы и эксплуатации современных телекоммуникационных и информационных систем и оборудования. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | Умеет вводить в эксплуатацию современную радиоэлектронную и оптическую аппаратуру и оборудование с учетом условий и принципов их работы. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Владеет навыками по техническому обслуживанию и текущему ремонту радиоэлектронных систем. |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основные характеристики антенн | ||||||
| 1.1. | Основные характеристики антенн. Роль и назначение антенны. Структурная схема антенны. Классификация антенн.Основные характеристики антенны как преобразователя энергии. Параметры, характеризующие излучение антенны. Эксплуатационные характеристики антенны. | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 2. Проволочные антенны | ||||||
| 2.1. | Излучение линейного симметричного вибратора (полуволновой вибратор, волновой вибратор, двухволновой диполь). Сопротивление излучения линейного симметричного вибратора. Коэффициент направленного действия линейного симметричного вибратора. Эффективное удлинение антенны. Практическое применение линейных симметричных вибраторов. | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2, Л1.1, Л2.2 |
| 2.2. | Дипольные антенны. Ознакомление с возможностями программы моделирования проволочных антенн MMANA | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2 |
| 2.3. | Диполь Надененко. Шлейф-вибратор Пистолькорса. Несимметричные вибраторы. Штыревая антенна. Антенны с верхним питанием. Несимметричные петлевые антенны. Антенны типа «волновой канал». Практическое применение антенн типа «волновой канал». Логопериодическая вибраторная антенна. Турникетные антенны. Широкополосные вещательные антенны. Проволочные антенны бегущей волны. Режимы работы антенн бегущей волны. Антенна Бевереджа. Спиральные антенны. | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2, Л1.1, Л2.2 |
| 2.4. | Несимметричные вибраторные антенны | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2 |
| 2.5. | Узконаправленные приёмные антенны | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2 |
| 2.6. | Вещательные антенны | Лабораторные | 8 | 6 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2 |
| 2.7. | Эффективное удлинение антенны. Влияние земли на харатеристики вибраторных антенн. Логопериодическая спиральная антенна. Ромбическая антенна. Панельные антенны. | Сам. работа | 8 | 20 | ПК-5 | Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 3. Фидеры и согласующие устройства | ||||||
| 3.1. | Питание проволочных антенн. Типы фидерных линий и их характеристики. Симметрирующие устройства (согласующее устройство типа «стакан»; U-колено; возбуждение симметричного вибратора щелью; схема компенсации тока на наружной оболочке коаксиальной линии). | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л2.1, Л1.2, Л1.1, Л2.2 |
| 3.2. | Согласующие устройства | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| 3.3. | Устройства СВЧ, применяемые в фидерных трактах: фазовращатели ферритовые, вентили, направленные ответвители, ферритовые циркуляторы. | Сам. работа | 8 | 42 | ПК-5 | Л1.2, Л2.2 |
| Раздел 4. Дифракционные антенны | ||||||
| 4.1. | Щелевые антенны на плоскости. Кольцевые щелевые антенны. Кольцевые антенны на поверхности цилиндра. Рупорные антенны. Рупорно-параболические антенны. Линзовые антенны (линза Максвелла и линза Люнеберга). Зеркальные антенны (плоское зеркало, параболическое зеркало, антенна Кассегрейна). | Лекции | 8 | 4 | ПК-5 | Л1.2, Л2.2 |
| 4.2. | Зеркальные и панельные антенны | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| 4.3. | Питание щелевых антенн. Кольцевые щелевые антенны. Кольцевые антенны на поверхности цилиндра. Антенны с ускоряющими линзами. Зеркальные антенны. | Сам. работа | 8 | 36 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 5. Антенные интерферометры | ||||||
| 5.1. | Фазированные антенные решётки. Радары с синтезированной апертурой. | Лекции | 8 | 8 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| 5.2. | Фазированные антенные решётки. Способы управления фазой в ФАР. Метод наведённых ЭДС. Радары с синтезированной апертурой. Цифровые антенные решётки. | Сам. работа | 8 | 22 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| Раздел 6. Фрактальные и полосковые антенны | ||||||
| 6.1. | Виды фракталов. Антенны на основе фракталов Коха, Минковского. Применение «ковра Серпинского» в антенной технике. | Лекции | 8 | 8 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| 6.2. | Фрактальные антенны | Лабораторные | 8 | 6 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
| 6.3. | Виды фрактальных антенн. Антенны на основе нити Пеано и кривой Гильберта. Рамочные антенны и крестовые антенны. | Сам. работа | 8 | 20 | ПК-5 | Л1.1, Л2.2 |
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| 1. Роль и назначение антенны. Структурная схема антенны. 2. Классификация антенн по рабочему диапазону частот. Классификация антенн по принципу формирования излучения. Антенна как преобразователь энергии. 3. Параметры, характеризующие излучение антенны. Эксплуатационные характеристики антенны. 4. Излучение линейного симметричного вибратора (полуволновой, волновой и двухволновой линейные симметричные вибраторы). 5. Сопротивление излучения линейного симметричного вибратора. Коэффициент направленного действия линейного симметричного вибратора. 6. Практическое применение линейных симметричных вибраторов. Влияние толщины проводников на характеристики линейного симметричного вибратора. Диполь Надененко. Шлейф-вибратор Пистолькорса. 7. Штыревая антенна. Влияние земли на характеристики излучения штыревой антенны. Антенна с верхним питанием. 8. Излучение антенны Уда-Яги. 9. Практическое применение антенн Уда-Яги. Логопериодическая проволочная антенна. 10. Турникетная антенна. Вибратор Брауде для турникетной антенны. Вибратор RCA для турникетной антенны. 11. Принципы формирования излучения ан тенн бегущей волны. Режимы работы. 12. Антенна Бевереджа. Спиральные антенны. 13. Использование коаксиальной фидерной линии для питания проволочных антенн. Согласующее устройство типа "стакан". Согласующее устройство типа U-колено. Согласующие устройства с дополнительным проводником. Щелевое согласующее устройство. 14. Щелевые антенны и антенны в виде открытого конца волновода. 15. Рупорные и рупорно-параболические антенны. 16. Зеркальные и линзовые антенны. 17. Фазированные антенные решётки и фрактальные антенны. 18. Волны в линиях передачи: поперечная, электрическая, магнитная, гибридная, квазипоперечная. 19. Телеграфные уравнения для многопроводных линий. 20. Планарные компоненты. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| см. ФОС в приложении |
| Приложения |
|
Приложение 1.
ФОС Устройства СВЧ РФ 12.docx
|
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | под ред. А.А. Филонова | Устройства СВЧ и антенны: учебник | Красноярск : Сибирский федеральный университет / ЭБС "Университетская библиотека online", 2014 | biblioclub.ru |
| Л1.2 | А. Д. Григорьев | Электродинамика и микроволновая техника : учеб. | СПб.: Лань, 2007//ЭБ | www.lib.asu.ru |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Б. М. Петров | Электродинамика и распространение радиоволн : учеб. | М.: Горячая линия-Телеком, 2003//ЭБ | www.lib.asu.ru |
| Л2.2 | Велигоша А.В. | Приборы СВЧ и оптического диапазона: учебное пособие | Ставрополь : СКФУ / ЭБС "Университетская библиотека online", 2014 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | 1. www.gpntb.ru/ Государственная публичная научно-техническая библиотека. | |||
| Э2 | 2. www.nlr.ru/ Российская национальная библиотека. | |||
| Э3 | 3. www.nns.ru/ Национальная электронная библиотека. | |||
| Э4 | 4. www.rsl.ru/ Российская государственная библиотека. | |||
| Э5 | 5. www.microinform.ru/ Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ». | |||
| Э6 | 6. www.tests.specialist.ru/ Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана. | |||
| Э7 | 7. www.intuit.ru/ Образовательный сайт | |||
| Э8 | 8. www.window.edu.ru/ Библиотека учебной и методической литературы | |||
| Э9 | 9. www.osp.ru/ Журнал «Открытые системы» | |||
| Э10 | 10. www.ihtika.lib.ru/ Библиотека учебной и методической литературы | |||
| Э11 | 11. news.rea.ru/portal/Departments.nsf/(Index)/Lib Библиотека Российской экономической академии им. Плеханова. | |||
| Э12 | 12. e.lanbook.com/ ЭБС «Лань» | |||
| Э13 | 13. www.biblioclub.ru/ Интернет-портал «Университетская библиотека онлайн» | |||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Программа моделирования антенн MMANA 2.03 (freeware). Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| 419К | лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации; | Учебная мебель на 17 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная - 1 шт.; компьютеры: NAIO Corp Z520, НЭТА - 4 in - 13 ед. |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| см. ФОС в приложении |