ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ
М2.В.04. Радиолокационные системы с синтезированием апертуры
Место дисциплины в структуре основной образовательной программы
Профессиональный цикл
Вариативная часть
1. Пререквизиты | Научно-исследовательская работа в семестре (М3.Р.03); Статистическая теория радиотехнических систем (М2.В.01); Устройства генерирования и формирования сигналов (М2.Б.02); Устройства приема и обработки сигналов (М2.Б.01) |
2. Кореквизиты* | Защита интеллектуальной собственности (М1.В.02.01); Иностранный язык для научных целей (М1.В.01); Микроволновая техника (М2.В.06.01); Научно-исследовательская работа в семестре (М3.Р.03); Производственная практика (М3.Р.01); Психология и педагогика (высшей школы) (М1.В.02.02); Радиосистемы управления (М2.В.06.02); Теория и техника радиолокации и радионавигации (М2.Б.03); Теория цифровой обработки сигналов (М2.В.02); Технические средства цифровой обработки сигналов (М2.В.05) |
3. Постреквизиты* | Итоговая государственная аттестация (М4.Р.01); Математическое моделирование средствами MatLab (М2.В.07.02); Научно-исследовательская практика (М3.Р.02); Перспективные радиолокационные системы (М2.В.09.01); Полунатурное моделирование средствами National Instruments (М2.В.07.01); Сложные сигналы в радиосистемах (М2.В.08.02) |
4. Трудоемкость дисциплины-модуля, з. е. | 3 |
Цели дисциплины
Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:
Перечень формируемых компетенций в соответствии с ФГОСпрофессиональные (ПК):
- способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);
- способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);
- способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);
- способностью проектировать радиотехнические устройства, приборы, системы и комплексы с учетом заданных требований (ПК-9);
- способностью самостоятельно осуществлять постановку задачи исследования, формирование плана его реализации, выбор методов исследования и обработку результатов (ПК-16);
- способностью разрабатывать и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач с использованием современных языков программирования (ПК-18).
Перечень формируемых дополнительных компетенций в соответствии с паспортом ООП ВПО
- способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности знания в области радиовидения и других направлениях развития современной радиолокации (ПКД-3);
- способностью разрабатывать эффективные методы эксплуатации радиотехнических систем и комплексов; готовностью учитывать при разработке и эксплуатации устройств и радиотехнических систем мировой опыт в вопросах технического регулирования, метрологического обеспечения и безопасности жизнедеятельности (ПКД-5).
Требования к результатам освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
- принципы построения радиолокационных систем, методы измерения дальности, скорости и угловых координат.
Уметь:
- применять методы теории оптимальных решений при проектировании радиосистем передачи информации, радиолокационных и радионавигационных систем.
Владеть:
- методами проектирования радиотехнических устройств, приборов, систем и комплексов.
Дополнительные знания, умения, владения опытом в соответствии с паспортом ООП ВПО
Знать:
- научно-технические проблемы, возникающие при создании радиоэлектронных систем ;
- принципы построения радиоэлектронных устройств и систем, использующих технологии радиолокации и радионавигации;
- характеристики радиоэлектронных систем, использующих технологии радиолокации и радионавигации;
- ожидаемые характеристики исследуемых радиоэлектронных систем локации и навигации;
- принципы построения радиолокационных систем ;
- принципы построения радионавигационных систем.
Уметь:
- применять принципы радиолокации и радионавигации для создания новых радиоэлектронных систем ;
- оценивать характеристики радиоэлектронных систем локации и навигации в условиях эксперимента ;
- применять физические модели для анализа и оптимизации радиоэлектронных устройств и систем локации и навигации ;
- проектировать изделия с применением радиолокационных технологий.
Владеть:
- навыками проектирования радиолокационных систем.
Краткое описание дисциплины
Изучаются физические основы, принципы построения и области применения когерентно – импульсных радиолокационных систем. Рассматривается современное состояние техники радиолокации с синтезированием апертуры и перспективы её развития.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах
В интерактивных формах проводится 44,44 % от объема аудиторной нагрузки по дисциплине, который составляет 36 час.
Трудоемкость освоения дисциплины
Форма обучения: очная
Виды учебной работы, формы контроля | Всего, час. | Учебный семестр 2 |
Аудиторные занятия, час. | 36 | 36 |
Лекции, час. | 9 | 9 |
Практические занятия, час. | 9 | 9 |
Лабораторные работы, час. | 18 | 18 |
Самостоятельная работа студентов, час. | 72 | 72 |
Вид промежуточной аттестации (зачет - З, зачет дифференцированный - ЗД, экзамен - Э, экзамен по накопительному признаку - ЭН) | З | |
Общая трудоемкость по учебному плану, час. | 108 | 108 |
Общая трудоемкость по учебному плану, з. е. | 3 | 3 |
Виды самостоятельной работы студента по дисциплине | Норма времени на ед работы, час | Всего, час | Учебный семестр 2 |
Реферат | 6 | 6 | 6 |
Расчётно-графическая работа | 20 | 20 | 20 |
Коллоквиум | 2 | 10 | 10 |
Подготовка к аудиторным занятиям | 1 | 36 | 36 |
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Код раздела | Раздел дисциплины [наименование] | Содержание* |
Р1 | Принципы когерентной обработки сигналов | Когерентные радиолокационные сигналы. Определение когерентного сигнала. Спектр когерентной последовательности импульсов. Функция неопределённости, разрешающая способность. Формирование диаграммы направленности ФАР. Фазированная антенная решётка. Формирование ДН с одним и несколькими лучами. Боковые лепестки ДН. Формирование «нулей» в боковых лепестках ДН. Сжатие импульсов с внутриимпульсной модуляцией. Согласованная фильтрация. Сжатие ЛЧМ импульса. Сжатие ФМ импульса. Снижение уровня боковых лепестков сжатого сигнала. Селекция движущихся целей. Спектры сигналов движущейся цели и пассивной помехи. Череспериодная компенсация. Доплеровская фильтрация. Синтезирование апертуры. Траекторный сигнал. Метод синтезирования. Фокусированная и нефокусированная апертура. Разрешающая способность по дальности и азимуту. |
Р2 | Принципы построения РСА (радиолокаторов с синтезированием апертуры) | РСА обзора земной поверхности. Структурная схема РСА. Когерентные и псевдокогерентные РСА. Модуляция зондирующего сигнала. Характеристики антенной системы. Системы обработки сигналов в РСА. Алгоритмы обработки сигналов РСА. Оптическая система обработки. Цифровые системы обработки. Система компенсации нестабильностей траекторных сигналов. Влияние искажений траекторного сигнала на характеристики РСА. Компенсация траекторных нестабильностей. Автофокусировка изображения. Характеристики РСА обзора земной поверхности. Разрешающая способность, динамический диапазон. Характеристики зоны обзора. Дальность обнаружения и точность измерения координат целей. |
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ РАБОТ
Форма обучения очная
№ | Раздел дисциплины [код раздела] | Наименование работы | Объем учебного времени, час. |
1 | Р1 | Когерентные радиолокационные сигналы | 2 |
2 | Р1 | Формирование диаграммы направленности ФАР | 4 |
3 | Р1 | Сжатие импульсов с внутриимпульсной модуляцией | 4 |
4 | Р1 | Селекция движущихся целей | 4 |
5 | Р2 | Синтезирование апертуры | 4 |
Практические занятия
№ | Раздел дисциплины [код раздела] | Тема занятия | Объем учебного времени, час. |
1 | Р2 | Структурная схема РСА. Когерентные и псевдокогерентные РСА. Модуляция зондирующего сигнала. Характеристики антенной системы. | 2 |
2 | Р2 | Алгоритмы обработки сигналов РСА. Оптическая система обработки. Цифровые системы обработки. | 2 |
3 | Р2 | Влияние искажений траекторного сигнала на характеристики РСА. Компенсация траекторных нестабильностей. Автофокусировка изображения в РСА. | 2 |
4 | Р2 | Разрешающая способность, динамический диапазон. Характеристики зоны обзора. Дальность обнаружения и точность измерения координат целей. | 3 |
| Когерентные радиолокационные сигналы |
| Формирование диаграммы направленности ФАР. |
| Сжатие импульсов с внутриимпульсной модуляцией. |
| Селекция движущихся целей. |
| Синтезирование апертуры. |
| РСА обзора земной поверхности |
| Системы обработки сигналов в РСА. |
| Система компенсации нестабильностей траекторных сигналов РСА. |
| Характеристики РСА обзора земной поверхности |
Не предусмотрено
Перечень тем контрольных работНе предусмотрено
Перечень тем расчетных работНе предусмотрено
Перечень тем расчетно-графических работРасчёт параметров когерентно-импульсной РЛС.
Работа выполняется по индивидуальным заданиям.
Тематика коллоквиумов Когерентные радиолокационные сигналы Формирование диаграммы направленности ФАР Сжатие импульсов с внутриимпульсной модуляцией Селекция движущихся целей Синтезирование апертурыТематика курсового проектирования
Не предусмотрено
Примерный перечень контрольных вопросов для подготовки к промежуточной аттестации по дисциплине В чём отличие когерентной пачки импульсов от некогерентной. Чем отличается спектр когерентной пачки импульсов от спектра некогерентной пачки. Какой физический смысл имеет понятие «функция неопределённости». Какой смысл применения в радиолокации импульсов с внутриимпульсной модуляцией. Что понимают под сжатием импульсов. Какое значение имеет уровень боковых лепестков сжатого импульса. Как снизить уровень боковых лепестков сжатого импульса Что понимают под термином «разрешающая способность РЛС по дальности и скорости». Как можно повысить разрешающую способность РЛС по дальности и скорости. Как сформировать диаграмму направленности ФАР с одним и несколькими лучами. Какое значение имеет уровень боковых лепестков диаграммы направленности ФАР. Как снизить уровень боковых лепестков диаграммы направленности ФАР. Почему возникает проблема селекции движущихся целей. Чем отличаются сигналы, отражённые от движущейся цели и подстилающей поверхности. Как обрабатывается сигнал для селекции движущихся целей. Что понимают под синтезированием апертуры. Где применяют синтезирование апертуры. От каких факторов зависит эффект синтезирования апертуры.СООТНОШЕНИЕ РАЗДЕЛОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ
(соотношение указывается знаком + или X)
Код раздела дисциплины | Активные и интерактивные методы обучения | Формы учебных занятий и виды учебной деятельности | |||||||||
Лекция | Практич. занятие | Лабораторная работа | Подготовка к ауд. занятиям | Курсовой проект | Курсовая работа | Расчетно-граф. работа | Расчетная работа | Контрольная работа | Домашняя работа | Реферат | Коллоквиум |
Р1 | Методы активного обучения | + | + | + | |||||||
Проектная работа | |||||||||||
Обучение на основе опыта (кейс-анализ, case-study) | + | ||||||||||
Имитационные технологии (деловые игры и др.) | + | ||||||||||
Методы проблемного обучения (дискуссии, поисковые работы, исследовательский метод и т. п.) | |||||||||||
Командная работа | |||||||||||
Другие (указать, какие) | |||||||||||
Дистанционные образовательные технологии и электронное обучение | |||||||||||
Сетевые учебные курсы | |||||||||||
Виртуальные практикумы и тренажеры | |||||||||||
Вебинары и видеоконференции | |||||||||||
Асинхронные web-конференции и семинары | |||||||||||
Совместная работа и разработка контента | |||||||||||
Другие (указать, какие) | |||||||||||
Р2 | Методы активного обучения | + | + | + | + | ||||||
Проектная работа | |||||||||||
Обучение на основе опыта (кейс-анализ, case-study) | + | ||||||||||
Имитационные технологии (деловые игры и др.) | + | ||||||||||
Методы проблемного обучения (дискуссии, поисковые работы, исследовательский метод и т. п.) | + | ||||||||||
Командная работа | |||||||||||
Другие (указать, какие) | |||||||||||
Дистанционные образовательные технологии и электронное обучение | |||||||||||
Сетевые учебные курсы | |||||||||||
Виртуальные практикумы и тренажеры | |||||||||||
Вебинары и видеоконференции | |||||||||||
Асинхронные web-конференции и семинары | |||||||||||
Совместная работа и разработка контента | |||||||||||
Другие (указать, какие) |
Не применяется
(таблица заполняется для очной формы обучения)
Мероприятия текущего контроля, утвержденные кафедрой по согласованию с преподавателем | Раздел, тема дисциплины | Сроки – семестр, учебная неделя | Максимальная оценка в рейтинговых баллах, утвержденная кафедрой* |
Посещение лекций (n) | max…. | ||
Посещение практических занятий (n) | max… | ||
Участие в лабораторных работах (n) | max… | ||
Выполнение самостоятельных контрольных мероприятий (не менее трех, например): | |||
…выполнение теста, | max… | ||
…выполнение контрольной работы, | max… | ||
…выполнение расчетно-графических работ… | max… | ||
Итого: результат текущего контроля (R тек.)* | max. 100 баллов |
Форма промежуточной аттестации и текущего контроля | Максимальная оценка в рейтинговых баллах* |
(зачет, экзамен, коллоквиум, курсовой проект и т. д.) | R пром. – max 100 баллов |
Примерная тематика мероприятий промежуточной аттестации и текущего контроля
(экзаменационные вопросы, темы коллоквиумов, курсовых проектов и т. д.)
Устанавливаемый кафедрой коэффициент соотношения результатов промежуточной аттестации и текущего контроля дисциплины
Коэффициент результата текущего контроля (от 0 до 1) | Коэффициент результата промежуточной аттестации (от 0 до 1) |
k тек.= 0,5 (или 0,6) | k пром.=0,5 (или 0,4) |
Формула расчета рейтинга результата освоения дисциплины
(Rд.1 - max. 100 баллов)*
Rд.1= R тек. k тек. + R пром. k пром.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Рекомендуемая литература Основная литература Радиолокационные системы: учебник для вузов.- М.: Изд-во «Радиотехника», 2007. , Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. Учебное пособие для вузов/ Под ред. .- М.: «Радиотехника», 2005. Дополнительная литература , , Многофункциональные радиолокационные системы: учеб. пособие для вузов / Под ред. . – М.: Дрофа, 2007. Методические разработки кафедры . Сложные сигналы в радиолокационных системах: Учебное пособие / – Екатеринбург; ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. Программное обеспечение MatLab в составе: MatLab, Simulink, Fixed-Point Toolbox, Signal Toolbox. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системыЗональная научная библиотека УрФУ http://library. ustu. ru Портал информационно-образовательных ресурсов УрФУ http://study. ustu. ru
Электронные образовательные ресурсы УрФУ
Не применяются
Фонд оценочных средствНе используются
УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Общие требованияЛекционные занятия проводятся в аудитории, оснащённой проекционной техникой. Лабораторные работы проводятся в аудитории, оснащённой измерительным и специальным оборудованием.
Сведения об оснащенности дисциплины специализированным и лабораторным оборудованием
Лабораторный практикум проводится на ПК в компьютерном классе кафедры РТС с использованием специально разработанного программного обеспечения на базе пакета Matlab.
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ
Номер листа изменений | Номер протокола заседания кафедры | Дата заседания кафедры | Всего листов в документе | Подпись ответственного за внесение изменений |
Оглавление
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ 3
1.1 Цели дисциплины 3
1.1.1 Перечень формируемых компетенций в соответствии с ФГОС 3
1.1.2 Перечень формируемых дополнительных компетенций в соответствии с паспортом ООП ВПО 4
1.2 Требования к результатам освоения дисциплины 4
1.2.1 Знания, умения, владения опытом, предусмотренные ФГОС 4
1.2.2 Дополнительные знания, умения, владения опытом в соответствии с паспортом ООП ВПО 4
1.3 Краткое описание дисциплины 5
1.4 Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах 5
1.5 Трудоемкость освоения дисциплины 5
2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 6
3 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ РАБОТ 7
4 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 7
4.1 Лабораторный практикум 7
4.2 Практические занятия 8
4.3 Самостоятельная работа студентов 8
4.3.1 Перечень тем рефератов 8
4.3.2 Перечень тем домашних работ 8
4.3.3 Перечень тем контрольных работ 8
4.3.4 Перечень тем расчетных работ 8
4.3.5 Перечень тем расчетно-графических работ 8
4.3.6 Тематика коллоквиумов 8
4.3.7 Тематика курсового проектирования 9
4.3.8 Примерный перечень контрольных вопросов для подготовки к промежуточной аттестации по дисциплине 9
5 СООТНОШЕНИЕ РАЗДЕЛОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ 9
6 ПРОЦЕДУРЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ И ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ В РАМКАХ БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ 11
6.1 Процедуры текущего контроля 11
6.2 Процедуры промежуточной аттестации и текущего контроля 11
6.3 Примерная тематика мероприятий промежуточной аттестации и текущего контроля 11
6.4 Устанавливаемый кафедрой коэффициент соотношения результатов промежуточной аттестации и текущего контроля дисциплины 11
7 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 12
7.1 Рекомендуемая литература 12
7.1.1 Основная литература 12
7.1.2 Дополнительная литература 12
7.1.3 Методические разработки кафедры 12
7.2 Программное обеспечение 12
7.3 Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы 12
7.4 Электронные образовательные ресурсы УрФУ 12
7.5 Фонд оценочных средств 12
8 УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 12
