Радиотехнические устройства и системы

(Название дисциплины; индекс(ы) дисциплины в учебном(ых) плане(ах) для которых читается дисциплина.
Для УМКД, предназначенных одновременно для нескольких направлений или специальностей указываются все их коды.)

ЭИУ1-КФ

(сокращенное название обеспечивающей кафедры)


Доцент, к. ф.-м. н. , 8(484) 57-81-88, *****@***ru

Доцент, к. т.н.

(Должность, ученая степень, Ф. И.О. разработчиков УМК, контактные телефоны, адрес электронной почты разработчика - при ее наличии)


Виды и объем занятий по дисциплине

Виды занятий

Объём занятий, час

Всего

9 семестр

17 недель

10 семестр

17 недель

11 семестр

17 недель

Лекции

102

34

34

34

Семинары

34

17

17

Лабораторные работы

34

17

17

Самостоятельная работа

119

51

34

34

Курсовой проект

102

102

Итого:

391

119

102

102

Проверка знаний:

зачёт

экзамен

экзамен


(Общая трудоемкость дисциплины в часах по семестрам, с перечислением всех видов занятий и соответствующего количества часов по учебному плану направления или специальности; форма отчетности по семестрам - экзамен, зачет, дифф. зачет)

Цель - планируемые результаты изучения дисциплины:

Цель дисциплины:

    привить студентам знания и навыки, необходимые для конструирования микроэлектронных устройств и систем.

Задачами дисциплины является изучение:

    разработка обоснованных технических заданий на проектируемый тракт системы; разработка алгоритмов проектирования узлов трактов;
    проведение экспериментальной работы по измерению параметров микроэлектронных устройств.

(цель преподавания дисциплины, требуемые результаты изучения дисциплины)




Место дисциплины в образовательной программе

1. Предшествующие дисциплины

(Приводится перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины.)

    физические основы микроэлектроники;

2. Является основой для дисциплин:

(использование дисциплины в последующем образовательном процессе)

Освоение данной дисциплины заканчивается в 11-ом семестре, завершающем изучение курсов учебного плана.


Структура и ключевые понятия дисциплины:

1 Введение. Основные принципы электродинамики.

Электромагнитное поле и его характеристики. Свойства сред. Уравнения Максвелла. Граничные условия. Волновые уравнения. Энергия поля. Поле в диэлектриках и полупроводниках. Поверхностный эффект. Волны на поверхности раздела сред.

2 Направляемые электромагнитные волны.

Структура поля направляемых волн. Характеристики поперечных ЭМ волн. Характеристики Е - и Н - волн.

3 Основы теории цепей с распределенными параметрами.

Основные уравнения передачи. Характеристики линий передачи. Стоячие, частично стоячие волны. Входное сопротивление линии без потерь.

4 Полосковые и микрополосковые линии передачи.

Типы линий и их характеристики.

5 Элементы теории четырех - и восьмиполюсников.

Типы матриц. Метод зеркального изображения.

6 Элементы СВЧ схем.

Емкости, индуктивности, резисторы, нерегулярности.

7 Фильтры СВЧ.

Характеристики фильтров. Фильтры –прототипы. Фильтры СВЧ: ФНЧ, ФВЧ, ППФ, ПЗФ.

8 Направленные ответвители и мосты.

Основные параметры НО. Кольцевые, Шлейфные НО. Ответвители на связанных линиях. Выравнивание фазовых скоростей. Делители и сумматоры мощности. Управление амплитудой и фазой сигнала.

9 Преобразователи. Смесители СВЧ.

Смесительные секции. Балансные смесители.

10 Усилители СВЧ сигналов.

Матричные параметпы транзисторов. Условия устойчивости усилителя, согласование нагрузки.

11 Теория излучения

Уравнения Максвелла. Излучение и распространение электромагнитных волн. Свободно распространяющиеся и «связанные» токи смещения. Диполь Герца. Граничные условия. Граничные условия на поверхности идеального проводника. Определение поля по заданным источникам. Принцип Гюйгенса-Кирхгофа.

12 Элементарные излучатели

Элементарный электрический вибратор. Расчет поля элементарного электрического вибратора. Принцип двойственности. Элементарный магнитный вибратор.

13 Характеристики антенных устройств

Амплитудная характеристика направленности. Фазовая характеристика направленности. Поляризационная характеристика направленности. Коэффициент направленного действия. Ширина основного лепестка диаграммы направленности. Уровень боковых лепестков. Коэффициент полезного действия. Частотный диапазон.

14 Линейные вибраторы

Излучение линейного симметричного вибратора. Диаграмма направленности линейного симметричного вибратора. Зависимость поля излучения от длины плеча вибратора. Питание вибраторов. Широкополосные вибраторы.

15 Антенные системы

Система из точечных излучателей. Амплитудное распределение Дольфа-Чебышева. Линейные системы с неодинаковым расстоянием между излучателями. Замена дискретного распределения непрерывным.

16 Щелевые антенны

Щель как магнитный диполь. Импедансные характеристики и излучение щелей. Конструкции щелевых антенн.

17 Директорные антенны

Схема и принцип действия директорной антенны. Приближенный метод анализа директорной антенны. Щелевая директорная антенна        

18 Апертурные антенны

Излучение открытых волноводов. Рупорные антенны. Согласование рупорных антенн. Зеркальные антенны. Механизм излучения зеркальных антенн. Конструкции зеркальных антенн. Влияние погрешностей изготовления на характеристики зеркальных антенн. Создание диаграмм направленности специальной формы.

19 Линзовые антенны

Механизм излучения линзовых антенн. Однородные диэлектрические линзы. Согласование и потери. Зависимость от частоты характеристик линзовых антенн.

20 Измерение параметров антенн

Измерение коэффициента усиления. Методы измерения диаграмм направленности в дальней зоне. Коллиматорный метод. Методы измерения диаграмм направленности вближней зоне.

21 Обтекатели и экраны

Требования к обтекателям. Конструкции обтекателей. Экраны

22 Классификация фазированных антенных решеток

Определение фазированной решетки. Критерии классификации. Многоэлементные антенны. Электрически сканирующие антенны. Адаптивные антенны. Типы антенных решеток.

23 Диаграммы направленности фазированных антенных решеток

Распределение мощности по решетке. Зависимость формы диаграммы направленности от распределения мощности на краях решетки. Эквивалентная длина решетки. Коэффициент направленного действия.

24 Элементы фазированных антенных устройств

Канализирующие системы. Диаграммообразующие устройства. Делители-сумматоры. Фазовращатели.

25 Излучатели фазированных антенных устройств

Требования к излучателям. Волноводно-щелевые излучатели. Взаимная связь между излучателями. Деполяризаторы.

(основные модули дисциплины и ее ключевые понятия в соответствии с образовательным стандартом)