Введение в специальность Учебная программа для высших учебных заведений по специальности І-39 01 03 Радиоинформатика (стр. 6 )

– Мн.: БГУИР, 1995.

5. Свирид микроэлектронных устройств: Учеб. пособие по курсу «Микросхемотехника»: В 4 ч. Ч.4. Проектирование и расчет измерительных преобразователей электрических сигналов. – Мн.: БГУИР, 2000.

6. Свирид микросхемотехника: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов: В 3 ч. Ч.1. Интегральные микросхемы. Системотехническое проектирование радиоэлектронной аппаратуры. – Мн.: БГУИР, 2003.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Свирид микросхемотехника: Лаб. практикум по курсу «Микросхемотехника»: В 3 ч. Ч.1. Исследование дифференциальных и операционных усилителей. - Мн.: БГУИР, 1995.61.

2. , Коробов микросхемотехника: Лаб. практикум по курсу «Микросхемотехника»: В 3 ч. Ч.2. Исследование интегральных перемножителей сигналов. - Мн.: БГУИР, 1996.

3. Свирид микросхемотехника: Лаб. практикум по курсу «Микросхемотехника»: В 3 ч. Ч.3. Микроэлектронные селективные цепи. – Мн.: БГУИР, 1997.

4. Коломбет средства обработки аналоговых сигналов. - М.: Радио и связь, 1991.

5. налоговые интегральные схемы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988.

6. Гутников электроника в измерительных устройствах. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-39-058/тип.

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности І-39 01 03 «Радиоинформатика»

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

«28» мая 2003 г.

Составитель

, профессор кафедры антенн и устройств СВЧ Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук

Рецензенты:

, профессор кафедры радиотехники Военной академии Республики Беларусь, доктор технических наук;

Кафедра радиофизики Учреждения образования «Белорусский государ-ственный университет» (протокол г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой антенн и устройств СВЧ Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол г. )

Научно-методическим советом по группе специальностей І-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники, (протокол № 1 от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Программа «Методы и устройства формирования информационных электромагнитных полей» (МиУФИЭМП) разработана для специальности І-39 01 03 Радиоинформатика высших учебных заведений.

Все современные радиотехнические системы передачи информации, используемые в радиосвязи, радиолокации, радионавигации, в радиоуправлении и радиотехническом контроле, медицине, вычислительной технике и т. д., используют в качестве носителя информации электромагнитное поле различных диапазонов частот – от оптического диапазона до сверхнизких частот. Это поле формируется и из него извлекается информация с помощью специальных устройств – передающих и приемных антенн и устройств, подключаемых к ним и предназначенных для обработки информации на частоте электромагнитного поля. Эти устройства образуют фидерный тракт.

Устройства, входящие в фидерный тракт, и антенны являются необходимыми элементами любой радиосистемы и определяют ее фильтрующие свойства по частоте, по пространственным координатам, по поляризации, а также энергетические и шумовые характеристики радиосистемы. Устройства формирования информационного электро-
магнитного поля, приема и преобразования этого поля составляют антенно-фидерную систему (АФС).

Цель преподавания дисциплины «Методы и устройства формирования информационных электромагнитных полей»:

- рассмотреть свойства электромагнитного поля как носителя информации;

- показать роль и место АФС в современной линии радиосвязи, радио-
локационной, радионавигационной и в других радиотехнических системах;

- рассмотреть принципы построения устройств формирования, преобразования, приема электромагнитного поля, технические характеристики и области применения основных классов и типов устройств, входящих в АФС;

- изложить основы теории и основные закономерности, лежащие в основе проектирования устройств АФС;

- рассмотреть методику расчета основных типов устройств АФС;

- познакомить студентов с методикой и техникой измерений характеристик и параметров устройств АФС.

Задачи изучения дисциплины в соответствии с учебным планом и квалификационной характеристикой специальности определяются требованиями к знаниям и умениям, которыми должны обладать студенты.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

- классификацию, основные свойства и области применения канализирующих, преобразующих и излучающих электромагнитное поле устройств;

- закономерности, лежащие в основе построения устройств АФС;

- методику расчета основных типов устройств АФС;

- конструкцию и технические характеристики типовых устройств АФС;

- методику измерения основных характеристик и параметров устройств АФС;

уметь:

- выбрать оптимальный тип канализирующего, преобразующего и излучающего устройства АФС для работы в заданном диапазоне частот для обеспечения заданных характеристик радиосистемы;

- производить расчет выбранного типа устройства АФС для обеспечения требуемых характеристик и параметров;

- измерять характеристики параметры АФС и отдельных ее устройств;

- самостоятельно разбираться в научно-технической литературе по учебной дисциплине.

Изучение основывается на знаниях студентов, полученных при изучении следующих дисциплин:

«Физика» - разделы: электромагнетизм, оптика, ферромагнетизм, электростатика, разряды в газах;

«Высшая математика» - разделы: дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные и интегральные уравнения, теория матриц, специальные функции, линейная алгебра, аналитическая геометрия, численные методы;

«Радиотехнические цепи и сигналы» - разделы: спектры сигналов, колебательные системы, частотные фильтры;

«Электронные приборы» - разделы: газоразрядные приборы, полупроводниковые приборы;

«Электродинамика и распространение радиоволн» - разделы: уравнения Максвелла и методы их решения, граничные условия в электромагнитном поле, излучение электромагнитных волн, энергетические соотношения в электромагнитном поле, электромагнитные волны в изотропных и анизотропных средах, колебательные системы СВЧ, прямоугольные, круглые и коаксиальные волноводы, полосковые и микрополосковые линии передачи, диэлектрические волноводы, замедляющие системы, распространение радиоволн;

«Радиоматериалы и детали» - разделы: диэлектрики, проводники и полупроводники.

Дисциплина «Методы и устройства формирования информационных электромагнитных полей» является базовой для изучения дисциплин «Радиоприемные устройства», «Радиопередающие устройства», а также дипломного проектирования по специальности «Радиоинформатика».

Программа рассчитана на объем 119 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 68 часов, лабораторных работ – 34 часа, практических занятий – 17 часов. Изучение дисциплины завершается защитой курсовой работы и экзаменом.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Свойства и место электромагнитного поля в системе передачи информации. Электромагнитное поле в закрытых системах и свободном пространстве, способы модуляции электромагнитного поля информационным сигналом. Применение электромагнитного поля для передачи информации в системах различных диапазонов частот. Типы и назначение устройств, предназначенных для канализации, преобразования и формирования информационного электромагнитного поля, особенности их построения в различных частотных диапазонах.

Роль и место дисциплины «МиУФИЭМП» и системе подготовки специалиста. Содержание дисциплины и порядок ее изучения. Цели и задачи изучения дисциплины. Краткая историческая справка. Рекомендации по изучению дисциплины. Литература.

Раздел 1. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ

ИНФОРМАЦИОННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Тема 1.1. Антенна как устройство формирования электромагнитного поля в пространстве и

для извлечения информации из поля

1.1.1. Роль антенны в системе передачи информации с помощью электромагнитного поля. Режим излучения и приема электромагнитного поля.

1.1.2. Методы решения задач анализа и синтеза электромагнитного поля в информационных системах.

Тема 1.2. Характеристики и параметры устройств – формирователей электромагнитного поля

1.2.1. Характеристики и параметры антенны, связанные с амплитудными, фазовыми, поляризационными, спектральными свойствами электромагнитного поля (ЭМП). Диаграмма направленности, фазовая диаграмма, фазовый центр, поляризационная диаграмма, коэффициент направленного действия, коэффициент рассеяния, коэффициент полезного действия, коэффициент усиления, сопротивление излучения, входное сопротивление, частотные свойства.

1.2.2. Ток и ЭДС на входе антенны в режиме приема. Мощность, отдаваемая приемной антенной в согласованную нагрузку, эффективная площадь и эффективная длина антенны, коэффициент использования, поляризационная эффективность, шумовая температура.

Тема 1.3. Элементы общей теории излучателей

1.3.1. Принцип суперпозиции, амлитудно-фазовое распределение возбуждения. Элементарные излучатели: диполь Герца, магнитный диполь, элементарный источник Гюйгенса, поле в дальней зоне, основные свойства.

1.3.2. Линейный излучатель с непрерывным распределением возбуждения, поле в дальней зоне, диаграмма направленности, множитель системы.

1.3.3. Влияние волновой длины и амплитудного распределения возбуждения на множитель системы.

1.3.4. Влияние фазового распределения возбуждения на множитель системы.