Меню

Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций

2020/2021
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
5
Кредиты
Статус:
Курс обязательный
Когда читается:
2-й курс, 1 семестр

Преподаватели

Кечиев Леонид Николаевич

Кечиев Леонид Николаевич

Программа дисциплины

Аннотация

Задачами курса «Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» является изучение современных радиотехнических систем и телекоммуникационных технологий. Основные задачи дисциплины состоят в изучении следующих разделов: • основные свойства различных диапазонов частот, определяющие перспективы раз-вития радиоэлектроники и телекоммуникаций; • волоконно - оптические линии связи в телекоммуникационных системах; • перспективы развития электроники; • микрополосковые линии связи; • наноэлектроника и перспективы её развития; • космическая и спутниковая связь; • структура сети телевизионного вещания; • общие вопросы передающих линий; • свойства периодических замедляющих систем и области их применения; • развитие методов генерирования и усиления микроволновых колебаний. Текущий контроль знаний по дисциплине «Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» осуществляется путём оценки усвоения материала при выполнении домашнего задания и реферата. Оценивается качество представленного материала. Итоговый контроль знаний осуществляется в форме устного экзамена по билетам.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целью освоения дисциплины «Современные проблемы радиоэлектроники и теле-коммуникаций» является углубление аспирантами знаний о свойствах различных диапазонов частот определяющие перспективы развития радиоэлектроники и телекоммуникаций.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знать: структуру оптического волокна и устройство световода; разновидности оптических волокон; режимы прохождения луча; диапазон рабочих частот; пропускную способность; зависимость поглощения света в волокне от длины волны; светодиоды и инжекционные лазерные диоды; источники и приёмники излучения; оптические соединители; области применения.
  • Уметь: применять основные положения волоконно-оптических линий связи в практических исследованиях.
  • Владеть: методами анализа волоконно-оптических линий связи.
  • Знать: основные этапы развития электроники и микро-электроники; аналоговые, цифровые и комбинированные электронные устройства; основные задачи, решаемые радиотехническими системами; радиосигнал, как носитель информации в радиотехнических системах.
  • Уметь: решать задачи в области радиотехнических систем.
  • Владеть: методами расчёта радиотехнических систем.
  • Знать: основные свойства частотных диапазонов, которые используются в системах связи и радиоэлектронике.
  • Уметь: определять свойства различных диапазонов частот, которые используются в области радиоэлектроники.
  • Владеть: навыками работы с научно-технической информацией о свойствах различных диапазонов частот.
  • Знать: решение волнового уравнения; поперечные и продольное волновые числа; критическая частота. дисперсия в передающих линиях; виды дисперсии; фазовая и групповая скорость в передающих линиях; длина волны в передающих дисперсных линиях; классификация передающих линий.
  • Уметь: решать волнового уравнение; определять критическую частоту; определять виды дисперсии; рассчитывать фазовую и групповую скорость в передающих линиях; определять длину волны в передающих дисперсных линиях.
  • Владеть: методами расчета и измерения параметров дисперсных передающих линий.
  • Знать: особенности структуры электромагнитных по-лей и волн, распространяющихся в различных конструкциях замедляющих систем и области их применения
  • Уметь: выполнять аналитические расчёты и компьютерное моделирование электромагнитных полей в замедляющих системах для различных технических задач.
  • Владеть: методами измерений параметров замедляющих систем с использованием современного метрологического оборудования.
  • Знать: особенности структуры электромагнитных по-лей и волн в микрополосковых линиях передач; области применения микрополосковых линий передач, их преимущества и недостатки; потери в микрополосковых линиях передач.
  • Уметь: выполнять аналитические расчеты и компьютерное моделирование электромагнитных полей в микрополосковых линиях передач для различных технических задач.
  • Владеть: методами измерений параметров микрополосковых линий передач с использованием современного метрологического оборудования.
  • Знать: основные проблемы наноэлектроники и перспективы её развития; основные задачи на-ноэлектроники; принцип действия атомно-силового микроскопа и др.; основные физические принципы (туннелирование, зонная инженерия).
  • Уметь: использовать основные физические принципы наноэлектроники для различных технических задач.
  • Владеть: методами исследования основных элементов на-ноэлектроники с использованием современного метрологического оборудования.
  • Знать: структуру пере-дающей сети телевизионного вещания; принципы построения кабельного телевидения; цифровое телевидение; спутниковое телевидение и трёхмерное (объёмное) телевидение.
  • Уметь: использовать полученные знания в области цифро-вой и аналоговой электроники для различных технических задач.
  • Владеть: знаниями в области структуры передающей сети телевизионного вещания.
  • Знать: диапазоны частот для спутниковой связи и основные направления развития спутниковой связи.
  • Уметь: анализировать свойства диапазонов частот для спутниковой связи и определять перспективы развития спутниковой связи.
  • Владеть: методами анализа свойств различных диапазонов частот, используемых для спутниковой связи.
  • Знать: Развитие методов генерирования и усиления микро-волновых колебаний. Принципы построения микроволновых генераторов и усилителей.
  • Уметь: выполнять аналитические расчёты для отбора энергии от электронного потока с по-мощью резонансных и нерезонансных колебательных систем для различных технических задач.
  • Владеть: методами генерирования и усиления микроволновых колебаний, а также принципами построения микроволновых генераторов и усилителей.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Волоконно-оптические линии связи.
    Одномодовые и многомодовые волокна. Структура оптического волокна и устройство световода. Разновидности оптических волокон. Режимы прохождения луча. Диапазон рабочих частот. Пропускная способность. Зависимость поглощения света в волокне от длины волны. Светодиоды и инжекционные лазерные диоды. Источники и приёмники излучения. Оптические соединители. Достоинства и недостатки. Области применения.
  • Раздел 2. Перспективы развития электроники и микроэлектроники.
    Основные этапы их развития. Аналоговые, цифровые и комбинированные электронные устройства. Основные задачи, решаемые радиотехническими системами. Радиосигнал, как носитель информации в радиотехнических системах.
  • Раздел 3. Основные свойства частотных диапазонов.
    Основные свойства частотных диапазонов, которые используются в системах связи и радиоэлектронике.
  • Раздел 4. Общие вопросы передающих линий передач.
    Решение волнового уравнения. Поперечные и продольное волновые числа. Критическая частота. Дисперсия в передающих линиях. Виды дисперсии. Фазовая и групповая скорость в передающих линиях. Длина волны в передающих дисперсных линиях. Классификация передающих линий.
  • Раздел 5. Замедляющие системы.
    Периодические замедляющие системы. Характеристики и параметры замедляющих систем. Пространственные гармоники. Области применения замедляющих систем.
  • Раздел 6. Микро-полосковые линии передач.
    Области применения. Конструкции микро-полосковых линий пере-дач. Дисперсия. Критическая длина волны. Виды микрополосковых линий передач. Потери. Достоинства и недостатки.
  • Раздел 7. Наноэлектроника и перспективы её развития.
    Основные задачи наноэлектроники. Нанотрубка, графен, атомно-силовой микро-скоп и др. Физические принципы (туннелирование, зонная инженерия).
  • Раздел 8. Цифровая и аналоговая электроника.
    Структура передающей сети телевизионного вещания. Принципы по-строения кабельного телевидения. Цифровое телевидение. Спутниковое телевидение. Трёхмерное (объёмное) телевидение
  • Раздел 9. Космическая и спутниковая связь.
    Диапазоны частот для спутниковой связи. Основные направления развития спутниковой связи.
  • Раздел 10. Развитие методов генерирования и усиления микро-волновых колебаний.
    Уравнения Максвелла с учётом движения электронов. Уравнение движения. Уравнение непрерывности. Уравнение на-ведённого тока. Форма импульсного наведённого тока. Отбор энергии от одиночного электрона. Отбор энергии от модулированного электронно-го потока. Применение резонансных колебательных систем для отбора энергии от электронов. Отбор энергии от электронного потока с помощью нерезонансных колебательных систем. Принципы построения микроволновых генераторов и усилителей.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий домашнее задание
  • неблокирующий реферат
  • неблокирующий экзамен
    В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: <b>ОПК-8, ОПК-9, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6</b>
  • неблокирующий Самостоятельная работа
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (I семестр)
    0.25 * домашнее задание + 0.25 * реферат + 0.5 * экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Игнатов А.Н. - Микросхемотехника и наноэлектроника - Издательство "Лань" - 2011 - 528с. - ISBN: 978-5-8114-1161-0 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2035
  • Скляров О.К. - Волоконно-оптические сети и системы связи: учебное пособие - Издательство "Лань" - 2018 - 268с. - ISBN: 978-5-8114-1028-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/104959

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Техника и приборы СВЧ. Т.1: Техника сверхвысоких частот, Лебедев, И. В., 1970
  • Шарангович С.Н. - Многоволновые оптические системы связи: учебное пособие - Издательство "Лань" - 2019 - 120с. - ISBN: 978-5-8114-3540-1 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/115521
  • Электроника : учеб. пособие для втузов, Лачин, В. И., 2002