Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Факультет электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины «Техническая электродинамика»

для специальности 210201.65 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» подготовки специалиста

Автор программы:

, д. т.н., профессор, *****@***ru

Одобрена на заседании кафедры РЭТ «___»____________ 20 г

Зав. кафедрой

Рекомендована секцией УМС «Электроника» «___»____________ 20 г

Председатель

Утверждена УС факультета электроники и телекоммуникаций «___»_____________20 г.

Ученый секретарь ________________________ [подпись]

Москва, 201_

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

Содержание

Содержание.................................................................................................................. 2

Предисловие................................................................................................................. 3

Учебные материалы по курсу..................................................................................... 4

Понедельный график................................................................................................... 4

Цель изучения курса.................................................................................................... 8

Практикум.................................................................................................................... 8

Контроль....................................................................................................................... 8

Итоговая аттестация.................................................................................................... 8


Предисловие

Дисциплина готовит специалиста к решению следующих профессиональных задач:

·  проектная деятельность:

·  оценка актуальности, перспективности, народнохозяйственной значимости объектов проектирования в области СВЧ устройств;

·  выбор оптимальных проектных решений на всех этапах проектного процесса от технического задания до производства изделий, отвечающих целям функционирования, технологии производства и обеспечения характеристик объекта, определяющих его качество;

·  выпуск конструкторско-технологической документации на объекты проектирования;

·  научно-исследовательская деятельность в области фундаментальных проблем проектирования, включающих в себя разработку оптимальных математических моделей объектов на различных этапах проектирования; поиск технических, экономических и технологических решений в области СВЧ устройств, обеспечивающих научно-технический прогресс.

Курс направлен на то, чтобы специалист мог в своей профессиональной деятельности

·  осуществлять сбор, отработку, анализ и систематизацию научно-технической информации по вопросам проектирования СВЧ устройств;

·  изучать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области проектирования СВЧ устройств;

·  осуществлять разработку конкурентоспособной продукции;

·  проводит экспериментальные исследования конструкций СВЧ устройств с целью их модернизации или создания новых конструкций;

·  составлять описания проводимых исследований, готовить данные для составления отчетов, обзоров и другой документации;

·  обеспечивать необходимый уровень унификации и стандартизации изделий;

·  разрабатывать конструкторскую документацию, оформлять законченные научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы;

·  принимать участие в составлении патентных и лицензионных паспортов, заявок на изобретения и промышленные образцы;

·  рассматривать предложения по совершенствованию конструкции СВЧ устройств, давать заключения о целесообразности их использования;

·  участвовать во внедрении разработанных технических решений и проектов, в оказании технической помощи и осуществлении авторского надзора при изготовлении, испытаниях и сдаче в эксплуатацию проектируемых изделий;

·  подготавливать рецензии, отзывы и заключения на техническую документацию, разрабатывает инструкции по эксплуатации оборудования.

Настоящий курс направлен на то, что после его изучения инженер будет знать:

·  основные положения теории электромагнетизма и методы моделирования СВЧ устройств на основе применения современных САПР;

·  действующие стандарты и технические условия, положения и инструкции по проектированию СВЧ устройств и оформлению технической документации;

·  технические характеристики и экономические показатели лучших отечественных и зарубежных образцов конструкций СВЧ устройств;

·  технические требования, предъявляемые к материалам и готовой продукции;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

·  специальную научно-техническую и патентную литературу по тематике исследований и разработок;

Материал необходим не только как самостоятельные знания, но и для лучшего понимания других дисциплин.

В курсе рассматриваются семь основных тем:

·  линии передачи с распределенными параметрами;

·  декомпозиционно-рекомпозиционные методы анализа СВЧ устройств;

·  пассивные СВЧ устройства;

·  основы технической электродинамики;

·  антенные устройства;

·  методы вычислительной электродинамики и САПР СВЧ устройств;

·  Электровакуумные и твердотельные устройства СВЧ.

Каждая тема содержит несколько разделов и заканчивается контрольными вопросами.

Курс подготовлен профессором, д. т.н. .

Учебные материалы по курсу

Основной

Учебные материалы по курсу включают конспект лекций на машинном носителе, выполненный в виде гипертекстового документа и методические указания к лабораторно-конструкторскому практикуму.

Дополнительный

1.  Конструирование экранов и СВЧ-устройств. Под ред. , М.: Радио и связь, 19с.

2.  Федоров электродинамики. М.: Высшая школа, 19с.

3.  Лебедев и приборы СВЧ. т.1, М.: Высшая школа, 19с.; т.2, М.-Л.: Энергия, 19с.

4.  , , Мишустин СВЧ. М.: Высшая Школа, 19с.

Понедельный график

№

Теория

Практикум

Контроль

Консультации

нед

Разделы

Часы

Вид

Вид

Часы

Вид

Часы

Тема 1. Основы технической электродинамики

1

Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Уравнение Гельмгольца.

3.0

2.0

2

Энергетические соотношения в электромагнитном поле.

3.0

2.0

3

Плоские, цилиндрические, сферические волны; волны в гиромагнитной среде.

3.9

2.0

4

Граница раздела двух сред; излучение и дифракция электромагнитных волн

3.0

№ 2. Расчет структуры МПП

1.0

Консультация

2.0

5

Волноводы, резонаторы, линии передачи, поверхностные волны и замедляющие структуры.

3.0

2.0

Контрольная работа № 1

Тема 2. Антенные устройства

6

Основные парамет-ры и характеристики антенн. Антенные решетки

3.0

2.0

2.0

7

Элементарные вибраторы (электрический и магнитный). Элементарный излучатель Гюйгенса. Вибраторные антенны.

3.0

2.0

8

Излучение апертур-ных антенн. Рупорные антенны.

3.0

2.0

9

Линзовые, зеркальные и диэлектрические антенны.

3.0

2.0

Контрольная работа № 2

Тема 3. Методы вычислительной электродинамики и САПР СВЧ устройств

10

Метод конечных элементов

3.0

2.0

2.0

11

Метод конечных разностей

3.0

2.0

12

Метод импедансных сеток

3.0

2.0

13

Современные отечественные и зарубежные электродинамические САПР СВЧ устройств

3.0

2.0

Контрольная работа № 3

2.0

Тема 4. Электровакуумные и твердотельные устройства СВЧ

14

Особенности конструкции триодов на СВЧ. Пролетный и отражательный клистроны

3.0

2.0

15

Лампы прямой бегущей и обратной волны. Магнетрон.

3.0

2.0

Консультация

2.0

16

Твердотельные приборы СВЧ. Диоды: p-i-n, варакторные, Ганна, ЛПД, туннельные, с барьером Шоттки.

3.0

2.0

Зачет

17

Особенности технологии изготовления и эквивалентных схем СВЧ биполярного и полевого транзисторов.

3.0

2.0

Экзамен

Тема 5 Линии передачи с распределенными параметрами

18

Диапазон СВЧ и его особенности; области применения устройств СВЧ диапазона.

3.0

2.0

19

Решение телеграфных уравнений для одиночной длинной линии

3.0

2.0

20

Коэффициент стоячей волны и методы его измерения.

3.0

2.0

21

Круговая диаграмма полных комплексных сопротивлений и проводимостей.

3.0

2.0

22

Методы узкополосного согласования комплексных сопротивлений с помощью отрезков длинных линий.

3.0

2.0

23

Обобщенное понятие длинных линий: (однородные - неоднородные, стационарные - нестационарные, одиночные - многопроводные, планарные - объемные, примеры конструкций длинных линий).

3.0

2.0

24

Многопроводные линии передачи

3.0

2.0

Контрольная работа №5

1.0

Тема 6 Декомпозиционно-рекомпозиционные методы анализа СВЧ устройств

25

Понятие матричного анализа характеристик СВЧ цепей и устройств. Обоснование возможности его применения из общих положений теории электромагнетизма.

3.0

2.0

26

Матрицы четырехполюсников [A], [Z], [Y], [S], [T], [H],[G].

3.0

2.0

27

Матрицы импедансов, проводимостей и рассеяния. Физический смысл их коэффициентов.

3.0

2.0

28

Декомпозиция и рекомпозиция СВЧ устройств. Матрица рассеяния соединения двух произвольных многополюсников.

3.0

2.0

29

Недиссипативные многополюсники и свойства их матриц импедансов, проводимости и рассеяния

3.0

№ 1. Проектирование печатной платы

Контрольная работа №6

1.0

Консультация

2.0

Тема 7 Пассивные СВЧ устройства

30

Ограничения, накладываемые на параметры согласованных взаимных четырех-, шести - и восьмиполюсников условием недиссипативности.

3.0

2.0

31

Идеальные циркуляторы и направленные ответвители

3.0

2.0

1.0

32

Ступенчатые четвертьволновые трансформаторы активных сопротивлений.

3.0

2.0

Консультация

2.0

33

Синфазные, шлейфные квадратурные, синфазно-противо-фазные кольцевые, делители-суммато-ры мощности. Каскадные схемы.

3.0

Зачет

34

Направленные ответвители на связанных линиях передачи с Т-волной. Волноводные делители мощности и направленные ответвители.

3.0

2.0

Экзамен

Цель изучения курса

Получение необходимого объема теоретических знаний в области технической электродинамики и проектирования СВЧ устройств, а также практических навыков их использования для решения инженерных задач.

Практикум

Лабораторно-конструкторский практикум включает в себя 17 часов занятий по изучению практических приемов конструирования узлов электронных средств, выполнению практических расчетов, выпуску конструкторской документации.

Контроль

Контроль осуществляется путем заочных контрольных работ, включающих в себя ответы на контрольные вопросы, приведенные в конце каждой темы.

Итоговая аттестация

Итоговой аттестацией по курсу являются зачет и экзамен, которые проводятся в очной форме.