НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
КАФЕДРА АВТОНОМНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ И УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
УТВЕРЖДАЮ
Декан АВТФ
«___» ___________2006 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«АНТЕННЫ И СВЧ УСТРОЙСТВА СБЛ»
Основная образовательная программа по дисциплине «Антенны и СВЧ устройства СБЛ» ОПД. В.00 для студентов, обучающихся по направлению 220200 «Автоматизация и управление» (цикл по специальности 220203 «Автономные информационные и управляющие системы»)
Факультет автоматики и вычислительной техники
Квалификация бакалавр техники и технологии
Курс 4
Семестр 7,8
Лекции 7 сем. 34 час., 8 сем. 17 час.
Практические занятия 8 сем. 17 час.
Лабораторные работы 7 сем. 34 час., 8 сем. 17 час.
РГР 8 семестр
Курсовой проект 8 семестр
Самостоятельная работа 63 часа
Зачет 7 семестр
Экзамен 8 семестр
Всего часов 182
2006 г.
Дисциплина относится к циклу общеобразовательных дисциплин по выбору студента по направлению 220200 «Автоматизация и управление» (цикл по специальности 220203 «Автономные информационные и управляющие системы»). Программа составлена на основании требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
Регистрационный номер № 24 ТЕХ/БАК от 01.01.2001 г.
Шифр дисциплины ОПД. В.00
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры АИУС, протокол № 16
от «08» декабря 2006 г.
Программу составили
к. т.н., с. н.с.
Ст. преподаватель
Заведующий кафедрой
к. т.н., доцент
Ответственный за основную
образовательную программу д. т.н., профессор
1 Внешние требования
Рабочая программа удовлетворяет требованиям государственного образовательного стандарта (ГОС) по направлению подготовки бакалавров 220200 «Автоматизация и управление», утвержденного 10.03.2000 г..
1.3.5. Квалификационные требования
Для решения профессиональных задач бакалавр:
подготовлен к участию во всех фазах исследования, проектирования, разработки, изготовления и эксплуатации средств и систем автоматизации и управления; готов к участию в научных исследованиях и выполнению технических разработок в своей профессиональной области.Бакалавр должен знать:
технологию проектирования, производства и эксплуатации средств и систем автоматизации и управления; технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных образцов программно-технических комплексов систем автоматизации и управления; современные средства вычислительной техники, коммуникаций и связи;7.1. требования к профессиональной подготовленности бакалавра
Бакалавр по автоматизации и управлению должен
знать:
современные тенденции развития средств и систем автоматизации и управления; принципы, методы и способы комплексирования аппаратных и программных средств при создании систем автоматизации и управления;уметь:
строить математические модели технических систем; разрабатывать алгоритмическое и программное обеспечение систем автоматизации и управления объектами различной физической природы; разрабатывать нестандартные компоненты систем автоматизации, организовывать производства новых программных и технических средств автоматизации; использовать математическое моделирование и системы автоматизированного проектирования при создании и совершенствовании программно - технических средств и систем автоматизации и управления.В дисциплину включены вопросы: основные понятия электродинамики, антенны и объективы из дисциплины ГОС СД.01 «Основы ближней локации» в объеме 35 часов и вопросы: компенсация помех с помощью вспомогательного приемника, амплитудный метод компенсации из дисциплины ГОС СД.06 «Статистическая теория помехоустойчивости АИУС» в объеме 29 часов.
2 Принципы построения курса
В основу курса “Антенны и СВЧ устройства СБЛ” положены следующие принципы:
курс входит в число дисциплин, включенных в учебный план направления по решению Ученого Совета ВУЗа; основной целью курса является формирование у студента представления о роли и месте антенно-фидерного тракта в составе сложной радиотехнической системы, закрепление умений и навыков расчетной оценки и измерения основных параметров антенн и СВЧ устройств; ядро курса составляют основные понятия прикладной электродинамики, составляющие основу современных методик проектирования антенн и устройств СВЧ, применяемых в автономных информационных и управляющих системах (АИУС), в том числе в системах ближней радиолокации. для успешного изучения курса студенту необходимо знать основы векторной алгебры и теории поля, теорию электромагнитного поля, уравнения Максвелла; в курсе выделены два основных раздела: 1) основные понятия прикладной электродинамики; 2) теория и техника антенн и устройств СВЧ ; в курсе закрепляются умения студента на основе анализа заданных технических требований грамотно производить выбор типа антенны и фидерной линии, производить расчет и измерение параметров антенно-фидерной системы, предназначенной для работы в составе заданной АИУС; курс имеет практическую часть (практические занятия - 17 часов, лабораторные работы – 51 час, расчетно-графическое задание - 17 часов, курсовой проект 34 часа). Студенты применяют теоретические знания, полученные в лекционной части курса, для анализа конкретных антенно-фидерных устройств, проводят измерения параметров на соответствующем оборудовании; для проведения лабораторных работ и практических занятий используются методические указания, применяется следующее оборудование: измерители комплексных коэффициентов передачи и отражения Р4-38 и Р4-11, измерительные линии Р1-4, анализаторы спектра С4-27, генераторы СВЧ диапазона Г-111, Г-80, компьютеры. оценка знаний и умений студентов проводится с помощью зачета (7 семестр) и экзамена (8 семестр), билеты содержат 94 вопроса по основным темам курса.3 Цели курса
Но-мер цели | Содержание цели |
Студент должен иметь представление: | |
1 | о методах решения краевых задач для уравнений Максвелла |
2 | о методах решения задач возбуждения резонаторов и волноводов СВЧ диапазона |
3 | об основных тенденциях развития теории и техники антенн и линейных СВЧ устройств, применяемых в АИУС |
Студент должен знать: | |
4 | уравнения Максвелла и основные принципы и теоремы прикладной электродинамики |
5 | основные параметры антенн, методы их расчета и измерения |
6 | методы расчета и измерения параметров основных линий передачи СВЧ диапазона |
Студент должен уметь: | |
7 | на основе анализа заданных технических требований производить выбор требуемого типа антенны и фидерной линии |
8 | производить расчет антенно-фидерной системы |
9 | производить измерение электропараметров антенно-фидерной системы, предназначенной для работы в составе заданной АИУС |
4 Структура курса
Раздел 1: Основные понятия прикладной электродинамики
Раздел 2: Теория и техника антенн и устройств СВЧ
5 Содержание курса
Ссылки на цели курса | Часы | Темы лекционных занятий |
20 | Основы прикладной электродинамики (7 семестр) | |
1,4 | 2 | Введение. Предмет и задачи курса. Математический аппарат электродинамики |
1,4 | 4 | Основные уравнения электродинамики. Уравнение Максвелла и их взаимосвязь. Уравнение непрерывности. Волновой характер электромагнитного поля. Баланс энергии электромагнитного поля. Теорема и вектор Пойнтинга. Граничные условия для электромагнитного поля. |
1,4 | 4 | Плоские электромагнитные волны. Монохроматические волны. Метод комплексных амплитуд в электродинамике. Плоские однородные волны. Характеристики плоских однородных волн в различных средах (идеальной диэлектрической, в диэлектрике с потерями, в проводящей среде). Отражение и преломление плоских волн. Законы геометрической оптики и формулы Френеля. Угол Брюстера. Явление полного внутреннего отражения и плоские неоднородные волны. Граничные условия Леонтовича. |
1,2,4 | 6 | Электромагнитные волны в направляющих системах. Направляющие системы и направляемые волны. Типы направляющих систем. Типы направляемых волн. Теорема о связи поперечных и продольных компонент поля. Полые волноводы. Типы волн в полом волноводе прямоугольного и круглого сечений. Дисперсия волн в волноводе. Волна Н10 в прямоугольном волноводе. Понятие о поглощении волн в волноводах. Понятие о волноводах сложного сечения. Линии передачи с Т-волнами. Связь электродинамических и электротехнических характеристик Т-волн. Особенности полей в сечениях коаксиальной полосковой и микрополосковой линий. Затухание в линиях с Т-волнами. |
1,2,4 | 2 | Объемные резонаторы. Общие свойства электромагнитных полей в объемных резонаторах. Типы полей в простейших резонаторах (прямоугольном, цилиндрическом, квазистационарном). |
1,3,5,8 | 2 | Излучение электромагнитных волн. Излучение переменных токов. Электродинамические потенциалы токов. Поле излучения диполя Герца. Излучение магнитных диполей. Излучение малой рамки с током. Принцип двойственности. Понятие магнитного тока. Излучение эквивалентных поверхностных токов. Принцип эквивалентности. Поле элементарных площадок с эквивалентными токами (магнитным и электрическим). Поле элемента Гюйгенса. |
31 | Теория и техника антенн и устройств СВЧ (7 семестр, 14 часов, 8 семестр, 17 часов) | |
3,5,7 | 5 | Общие вопросы теории антенн. Антенна в режиме радиопередачи. Поле излучения антенны в дальней зоне. Характеристики поля излучения (амплитудная, поляризационная, фазовая). Действующая длина. Мощность и сопротивление излучения антенны. Коэффициент направленного действия (КНД) и коэффициент усиления (КУ) антенн. Связь КНД, сопротивления излучения и действующей длины. Входное сопротивление антенны. Метод наведенных ЭДС. Антенна в режиме приема. Уравнения для связанных антенн. Принцип взаимности и принцип обратимости. ЭДС, наводимая в приемной антенне. Понятие о шумовых характеристиках антенн. Уравнение идеальной радиопередачи. Уравнение радиолокации. |
3,5,7,8 | 4 | Направленность системы излучателей (5 часов). Линейные излучатели. Линейная непрерывная антенна с равномерным амплитудным и линейным фазовым распределением. Диаграмма направленности (ДН) и КНД антенны в зависимости от величины коэффициента замедления. Оптимальные соотношения для КНД. Линейная антенная решетка (АР) с равномерным амплитудным и линейным фазовым распределением. Влияние шага решетки на ДН, КНД. Понятие о синтезе линейного излучателя. Возможности использования ЭВМ. Плоские излучатели. Метод эквивалентного линейного излучателя. ДН, КНД и коэффициент использования площади (КИП) плоских апертур АР. Влияние структуры плоской АР на характеристики ДН при сканировании. |
3,5,7,8 | 7 | Типы антенн СВЧ. Вибраторные антенны. Типы, характеристики, способы питания. Рамочные антенны. Типы, характеристики, способы питания. Щелевые антенны. Возбуждение одиночных щелей. Волноводно-щелевые антенны. Микрополосковые антенны. Типы, характеристики, способы питания. Антенны бегущей волны. Типы, характеристики, способы питания. Апертурные антенны. Рупоры (типы, характеристики, питание). Зеркальные и линзовые антенны (типы зеркальных и линзовых антенн). Сканирующие антенны. Антенны с частотным сканированием (типы). Фазированные антенные решетки (ФАР), типы и способы построения. Роль эффектов взаимного влияния. Возможности использования ЭВМ. |
3,5,7,8 | 4 | Антенные системы специального назначения. Специфика работы антенн систем ближней локации. Понятие «суммарной» диаграммы направленности антенной системы СБЛ. Методы повышения помехоустойчивости. Понятие об адаптивных антеннах. Амплитудный метод компенсации Нелинейная радиолокация, общие понятия. Требования к антеннам НРЛ. Антенны радиолучевых систем охраны периметра. Антенны радиолокаторов, работающих за преградами (системы обнаружения мин, «полицейские» радиолокаторы). |
6,9 | 2 | Антенные измерения. Измерения в дальней зоне. Полигонные измерения. Измерения в закрытых помещениях. Безэховые камеры. Измерения в ближней зоне. Структура стенда измерения амплитудно-фазового распределения. Методы восстановления ДН антенн по результатам измерений в ближней зоне. |
2,6,9 | 2 | Линии передачи СВЧ. Понятие СВЧ тракта, линейные пассивные устройства СВЧ. Нормированное описание регулярной линии передачи СВЧ. Влияние режима линии передачи на ее энергетические характеристики. Трансформация сопротивлений в линии передачи. Понятие о круговой диаграмме, узкополосное согласование. |
2,6,9 | 2 | Многополюсники СВЧ. Матрицы рассеяния, сопротивлений и проводимостей, соотношения между матрицами многополюсника. Сдвиг плоскостей отсчета. Идеальные и реальные матрицы многополюсника. |
6,7,9 | 2 | Элементы СВЧ тракта. Согласованные нагрузки. Разъемы и сочленения в трактах СВЧ. Переходы между линиями передачи различных типов. Неоднородности в волноводах. Основные типы четырехполюсников СВЧ. Делители и сумматоры мощности СВЧ. Направленные ответвители. |
6,7,9 | 1 | Фильтры СВЧ Прототипы фильтров. Замены частотной переменной при расчете прототипов. Применение отрезков линий передачи при реализации фильтров СВЧ. Резонаторы на двух нерегулярностях, фильтры СВЧ с четвертьволновыми и непосредственными связями. |
Темы практических занятий
Ссылки на цели курса | Часы | Темы |
5,7,9 | 2 | ДН и КНД линейной антенны |
5,7,9 | 2 | ДН и КНД линейной антенной решетки |
5,7,9 | 2 | Синтез ДН специальной формы методом парциальных диаграмм |
5,7,9 | 2 | Расчет резонансной волноводно-щелевой антенны |
5,7,9 | 2 | Расчет нерезонансной волноводно-щелевой антенны |
5,7,9 | 2 | Расчет ДН и КНД рупорных антенн |
5,7,9 | 2 | Расчет микрополоскового излучателя |
5,7,9 | 3 | Расчет плоской микрополосковой антенной решетки |
Деятельность студента. Решая задачи, студент:
-использует соответствующие методические материалы, представляющие собой макет расчета задачи в системе MathCAD
-программирует задачу в среде MathCAD
-производит расчет при различных исходных данных
-анализирует и оценивает полученные результаты
Темы лабораторных работ
7 семестр, 34 час.
Ссылки на цели курса | Часы | Темы |
6,10 | 4 | Исследование структуры электромагнитного поля в прямоугольном волноводе |
6,10 | 4 | Исследование элементов волноводного тракта |
6,10 | 4 | Электромагнитные поля элементарных излучателей |
2,6,10 | 4 | Практическое применение объемных резонаторов |
1,2,6 | 4 | Моделирование направляющих систем |
1,2,6 | 4 | Моделирование элементов фидерных линий |
1,3,5 | 4 | Моделирование микрополосковых антенных решеток |
1,3,5 | 6 | Моделирование волноводно-щелевых антенных решеток |
8 семестр, 17 час.
Ссылки на цели курса | Часы | Темы |
3,5,10 | 4 | Измерение входных характеристик антенн различных типов |
3,5,10 | 4 | Измерение ДН и КУ пирамидального рупора |
3,5,10 | 4 | Антенны эллиптической поляризации |
3,5,10 | 5 | Методы антенных измерений |
Деятельность студента. Выполняя лабораторную работу, студент:
- изучает конструкцию, принципы действия антенн, объемных резонаторов и элементов СВЧ тракта, распространение электромагнитных волн и распределение поля в СВЧ тракте; проводит измерение S – параметров и диаграмм направленности антенн различных типов; проводит моделирование направляющих систем различных типов (волновод, коаксиальная линия, микрополосковая линия), элементов тракта (волноводно-коаксиальные переходы, волноводно-микрополосковые переходы, микрополосковые делители мощности) и антенн (рупорная, микрополосковый излучатель, микрополосковая антенная решетка, волноводно-щелевая антенная решетка) с помощью Agilent High Frequency Structure Simulator 5.6, позволяющего рассчитывать S-параметры, поля в любом сечении структуры, диаграммы направленности антенн, коэффициенты направленного действия и коэффициенты усиления; анализирует полученные данные, оформляет итоговый отчет (схемы измерений, таблицы измеренных значений, графики, выводы), защищает выполненную работу, отвечает на контрольные вопросы.
Темы для курсовых проектов
Ссылки на цели курса | Часы | Темы |
3,5,7,9 | 34 | Синфазная волноводно-щелевая антенна |
3,5,7,9 | 34 | Волноводно-щелевая антенна бегущей волны |
3,5,7,9 | 34 | Прямоугольный микрополосковый излучатель |
3,5,7,9 | 34 | Круглый микрополосковый излучатель |
3,5,7,9 | 34 | Кольцевой микрополосковый излучатель |
3,5,7,9 | 34 | Синфазная антенна на микрополосковых излучателях |
3,5,7,9 | 34 | Микрополосковая антенна круговой поляризации |
3,5,7,9 | 34 | Рупорная антенна |
3,5,7,9 | 34 | Вибраторная антенна |
3,6,9 | 34 | Делитель мощности для антенной решетки |
Темы расчетно - графических работ соответствуют темам курсовых работ.
Деятельность студента. Выполняя РГР задачи, студент:
- выбирает метод расчета соответствующей антенны;
- рассчитывает электропараметры антенны;
- анализирует полученные результаты;
-выводит результаты расчетов в виде двумерных и трехмерных графиков и таблиц;
-составляет расчетно-пояснительную записку объемом 5-10 м. п. листов.
Выполняя курсовой проект, студент:
- оценивает назначение антенны в составе радиотехнической системы;
- рассматривает основные требования, предъявляемые к антенным устройствам;
- перечисляет особенности, достоинства и недостатки рассматриваемой антенны;
- выбирает метод расчета соответствующей антенны;
- рассчитывает электропараметры антенны;
- анализирует полученные результаты;
-выводит результаты расчетов в виде двумерных и трехмерных графиков и таблиц;
- описывает технологию изготовления и применяемые специальные материалы;
-составляет расчетно-пояснительную записку объемом 10-15 м. п. листов.
6 Учебно-методические материалы
6.1. Литература
6.1.1. Основная литература
6.1.1.1. Никольский и распространение радиоволн: Учебное пособие.-М.: Наука, 1973 г.
6.1.1.2. Сазонов и устройства СВЧ: Учебник для вузов.-М: Высшая школа, 1988г.
6.1.1.3. , Сазонов : Учебник для вузов.-: Энергия, 1975 г.
6.1.2. Дополнительная литература.
6.1.2.1. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток: Учеб. пособие для вузов по направлению "Радиотехника" /, , ; Ред. ; Под ред. - 3-е изд., доп. и перераб. - М.: Радиотехника, 2003.- 629 с.: ил.
6.1.2.2. Антенны и устройства СВЧ: [Учебник для вузов по направлению "Радиотехника"] /, , ; Моск. гос. авиац. ин-т (техн. ун-т); Под ред. - М.: МАИ, 1999.- 526 с.: ил. - ISBN 5-7035
6.1.2.3. Электродинамический расчет характеристик излучения полосковых антенн /, , ; ]. - М.: Радио и связь, 2002.- 253 с.
6.1.2.4. Антенны и устройства СВЧ: Проектирование фазированных антенных решеток / , и др. Под ред. , - М.: Радио и связь, 1981 г.
6.1.2.5. , Чаплин электромагнитных волн. М.: Радио и связь, 1983 г.
6.1.2.6. и др. Устройства СВЧ: Учебное пособие /Под редакцией .-М.: Высшая школа, 1981 г.
6.1.2.7. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств /, и др., под ред. .-М.: Радио и связь, 1982 г.
6.2.Перечень сборников задач и методических материалов.
6.2.1. , Шебалкова руководство к лабораторным работам по курсу «Электродинамика и антенно-фидерные устройства СБЛ» для студентов 4 курса АВТФ специальностей 210800 и 075500.- Новосибирск, НГТУ, 2002.
6.2.2. Моделирование антенн и пассивных СВЧ-устройств : методическое руководство к лабораторным работам по курсу "Антенны и СВЧ-устройства СБЛ" для АВТФ специальности 210800 направления 550200 / Новосиб. гос. техн. ун-т ; [сост. , ] Новосибирск, Изд-во НГТУ, 2005
7 КОНТРОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ И СИСТЕМА ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТА
В ходе проведения практических занятий и лабораторных работ преподаватель производит оценку уровня усвоения знаний на основе умения студентов осуществлять самостоятельную работу с компьютером и оборудованием лаборатории.
При выдаче заданий на РГР и(или) курсовой проект преподаватель конкретизирует требования к каждому заданию и рекомендует соответствующую дополнительную литературу.
Для допуска к зачету студент должен выполнить и защитить лабораторные работы 7 семестра, для допуска к экзамену студент должен выполнить и защитить лабораторные работы 8 семестра, принять участие в практических занятиях, выполнить РГР и(или) курсовую работу.
Перечень контрольных вопросов по курсу
Векторы электромагнитного поля. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Статические и стационарные поля. Уравнение непрерывности, закон сохранения заряда. Граничные условия для векторов электромагнитного поля. Уравнение Максвелла в комплексной форме. Баланс энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Однородные волноводные уравнения. Характеристики плоских однородных волн в различных средах. Поляризация электромагнитных волн. Нормальное падение плоской волны на границу раздела. Наклонное падение волны на границу раздела двух сред. Явление полного внутреннего отражения. Приближенные граничные условия Леонтовича. Волновые уравнения для направляемых волн. Типы направляемых волн. Теорема о связи поперечных и продольных компонент поля. Типы волн в полом волноводе прямоугольного и круглого сечений. Волна Н10 в прямоугольном волноводе. Особенности полей в сечениях линий передачи с Т-волнами. Характеристики электромагнитных волн в замедляющих системах. Типы полей в простейших объемных резонаторах. Характеристики излучения диполя Герца. Принцип перестановочной двойственности уравнений Максвелла, характеристики излучения элементарного магнитного излучателя. Характеристики излучения элемента Гюйгенса. Ближняя, промежуточная, дальняя зоны излучения антенны. Понятие о дальней зоне излучения антенны, критерий дальней зоны. Амплитудная характеристика поля излучения антенны. Поляризационная характеристика поля излучения антенны. Фазовая характеристика поля излучения антенны. Сопротивление излучения антенны, понятие о действующей высоте. Коэффициент направленного действия, коэффициент рассеяния антенны. Представление поля излучения антенны через ее основные характеристики. Работа антенны в режиме приема. Эффективная поверхность антенны. Шумовые характеристики антенны в режиме приема. Диаграммы направленности элементарных излучателей, теорема перемножения диаграмм. Диаграмма направленности идеального линейного излучателя, понятие обобщенной угловой переменной. Режимы излучения линейного излучателя: поперечный, наклонный осевой, оптимальный. Влияние формы амплитудного распределения на характеристики линейной антенны. Систематические фазовые ошибки, влияние на ДН линейной антенны. Направленные свойства линейной антенной решетки. Коэффициент направленного действия линейной антенны, линейной антенной решетки. Понятие дифракционных лепестков антенной решетки, методы борьбы с ними. Синтез линейных антенн, явление сверхнаправленности. Метод парциальных ДН в теории синтеза антенн. Синтез линейной антенны с оптимальной ДН. Теорема эквивалентности, применение к расчету параметров апертурных антенн. Прямоугольный синфазный раскрыв, ДН, КНД. Круглый синфазный раскрыв, ДН, КНД. Метод эквивалентного линейного излучателя, применение к анализу ДН раскрыва произвольной формы. ДН, КНД, входное сопротивление тонкого вибратора. Вибраторные антенны, схемы возбуждения. Антенны бегущей волны осевого излучения. Условие омтимальности. Диэлектрические стержневые антенны, основные характеристики. Спиральные антенны бегущей волны, основные характеристики. Щелевые антенны. Двусторонний магнитный вибратор, как электродинамический аналог излучающей щели в проводящем экране. Щелевые излучатели на прямоугольном волноводе, эквивалентные схемы. Резонансные волноводно-щелевые антенные решетки. Нерезонансные волноводно-щелевые антенные решетки. Микрополосковый излучатель (МПИ), конструкции, способы возбуждения. Направленные свойства и поляризация микрополосковых антенн. Микрополосковые антенные решетки. Диаграмма направленности прямоугольного МПИ. Входное сопротивление прямоугольного МПИ. Резонансная длина прямоугольного МПИ. Рупорные антенны. Понятие оптимального рупора. Линзовые антенны. Понятие замедляющей линзы, основные расчетные соотношения. Линзовые антенны. Понятие ускоряющей линзы, основные расчетные соотношения. Зеркальные параболические антенны, понятие о длиннофокусных и короткофокусных антеннах. КНД зеркальной антенны, составляющие коэффициента использования поверхности зеркала. Многозеркальные антенны, антенна Кассегрена. Способы электрического управления лучом. Электромеханическое сканирование, основные конструкции. Частотное сканирование, понятие углочастотной чувствительности антенны. Фазовое сканирование, основные понятия. Концепция фазовращателя. Фазированные антенные решетки с дискретным фазированием, достоинства, недостатки. Теорема перемножения для ФАР, понятие ДН элемента в составе решетки. Коэффициент использования поверхности ФАР, аналогия с апертурной антенной. Принципы построения распределителей мощности ФАР (на закрытых линиях, оптического типа). Методы антенных измерений, основные понятия и требования. Типы линий передачи СВЧ и их электрические характеристики. Нормированное описание регулярной линии передачи СВЧ. Трансформация сопротивлений в линии передачи. Понятие узкополосного согласования. Матрица рассеяния многополюсника СВЧ. Матрица сопротивлений и проводимостей многополюсника СВЧ, связь с матрицей рассеяния. Неоднородности в волноводах. Основные типы четырехполюсников СВЧ. Делители и сумматоры мощности, направленные ответвители. Фильтры СВЧ, понятие о прототипе фильтра. Применение отрезков линии передачи при реализации фильтров СВЧ. Применение резонаторов на двух нерегулярностях при реализации фильтров СВЧ. Фильтры СВЧ с четвертьволновыми и непосредственными связями.
Вопросы 7.1-7.27 используются при подготовке и проведении зачета, вопросы 7.28-7.94 включены в комплект экзаменационных билетов и используются в качестве дополнительных вопросов на экзамене. Образец билета:
Билет № 9
1. Работа антенны в режиме приема. Эффективная поверхность антенны.
2. Антенна бегущей волны осевого излучения, условие оптимальности.
