авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

«1 СБОРНИК РАБОЧИХ ПРОГРАММ Магистерская программа "Методы и устройства формирования сигналов" ...»

-- [ Страница 5 ] --

4.2.2.4. Потери в волоконно-оптических световодах.

Виды потерь в материалах ВОВ. Поглощение, окна прозрачности современных ОВ. рассея ние. Волновой анализ распространения излучения в ВОВ. Моды волн, дисперсионные кри вые.

4.2.2.5. Тенденции развития одно- и многомодовых ВОВ. Нелинейные оптические явления в ВОВ.

Особенности использования современных одномодовых ВОВ, перспективы развития одно модовых линий связи. Области применения многомодовых ВОВ. Нелинейные эффекты в во локонных световодах.

4.2.2.6. Элементная база волоконно-оптических сетей. Волоконно-оптические кабели.

Основные методы производства ВОВ. Классификация волоконно-оптических кабелей (ВОК).

Конструкции современных ВОК, оптические кабели (ОК) для подвески на высоковольтных линиях электропередачи, в том числе, ОК, встроенные в грозотрос.

4.2.2.7. Пассивные оптические компоненты.

Разъемные соединители, стандарты современных соединителей, оптические шнуры. Неразъ емные соединители: сварные и механические. Оптические разветвители. Матрица потерь.

Анализ потерь ОВ и ВОСУ типовой структуры.

4.2.2.8. Взаимодействие света с веществом.

Двухуровневая модель взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, Инверсия населенностей, условия усиления в активной среде. Ширина спектральной линии активной среды. Взаимодействие света с полупроводниками.

4.2.2.9. Светодиоды.

Принцип действия светодиодов. Гетеропереходы. Использование гетеропереходов в совре менных источниках излучения. Светоизлучающие диоды (СИД). Конструкции современных СИД, квантовая эффективность, инерционность и полоса модуляции.

4.2.2.10. Полупроводниковые лазеры.

Принцип работы лазера и структура лазера. Методы накачки энергии. Структуры полупро водниковых лазеров. Условия самовозбуждения, ватт-амперные, вольт-амперные и спек тральные характеристики лазеров.

4.2.2.11. Особенности лазеров для передатчиков ВОСУ.

Расчет порогового коэффициента усиления полупроводникового лазера. Требования к полу проводниковым лазерам для ВОСУ. Применение «полосковой геометрии» в лазерах для сис тем связи. Структуры передающих оптоэлектронных модулей.

4.2.2.12. Фотоэлектронные детекторы.

Принцип действия p-i-n фотодиодов. Переходные, частотные, шумовые характеристики p-i-n фотодиодов. Лавинные фотодиоды и фототранзисторы.

4.2.2.13. Приемные оптоэлектронные модули ВОСУ.

Структура и основные характеристики приемных оптических модулей. Ретрансляторы и оп тические усилители.

4.2.2.14. Современные методы мультиплексирования потоков данных.

Временное и волновое мультиплексирование потоков данных. Особенности технологий PDN, SDN и WDM (CWDM). Технология пакетной коммутации ATM.

4.2.2.15. Основные этапы проектирования ВОСУ.

Проектирование ВОСУ и прокладка волоконно-оптических линий. Алгоритм расчета длины участка регенерации внутризоновой ВОСУ. Расчет длины элементарного участка регенера ции и бюджета мощности магистральной ВОСУ.

4.2.2.16. Измерение параметров оптических волокон и ВОСУ.

Методы измерения оптической мощности, затухания и потерь. Особенности измерения дли ны волны отсечки и ширины полосы пропускания ОВ.

4.2.2.17. Оптические датчики. Перспективы развития ВОСУ.

Оптические датчики. Область применения современных волоконно-оптических датчиков.

Перспективы ВОСУ.

4.3. Лабораторные работы: Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания: Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия включают обсуждение базовых разделов курса с использованием презентаций и видео роликов, решение типовых задач, необходимых для проектирования современных ВОСУ, тестирование (в том числе в системе “Прометей” на базе ЭОР), а также экскурсию на кафедру физики им. В.А. Фабриканта в лабораторию квантовой физики для ознакомления с современными лазерами.

Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям, тестам и кон трольным работам, необязательное оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы и тестирование.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Экзамен проводится после сдачи зачета. К зачету допускаются студенты, получившие поло жительные оценки по контрольным работам, правильно ответившие на тесты по отдельным разделам курса. В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Волоконно-оптическая техника: современное состояние и новые перспективы /под ред. С.А. Дмитриева и Н.Н. Слепова. – М.: Техносфера, 2010.

2. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. - М.: Эко-Трендз. 2000.

3. Гитин В.Я., Кочановский Л.Н. Волоконно-оптические системы передачи. - М.: Радио и связь. 2003.

4. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Техносфера, 2007.

5. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003.

6. Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. – М.:

Эко-Трендз, б) дополнительная литература:

1. Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи. - Спб.: Лань, 2010.

2. Иванов А.Б. Волоконная оптика. -М.: Комп. Сайрус системз. 1999.

3. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно оптических линий связи. - М.: Телеком, 4. Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи. Практическое руководство. М.:

Телеком, 2009.

5. Игнатов А.Н. Оптоэлектронные приборы и устройства. М.: Эко Трэндз, 6. Оптические устройства в радиотехнике. Учебное пособие для вузов/ под ред. В.Н.

Ушакова. М.: Радиотехника, 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.lightwave-russia.com;

http://www.fotonexpress.ru б) другие:

Электронно-образовательный ресурс (ЭОР), включающий электронный конспект лекций по курсу “Волоконно-оптические устройства и системы” и режим тестирования, реализованный в системе дистанционного обучения “Прометей 4” (зарегистрирован и включен в библиотеку ЭОР МЭИ).

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабжен ной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и компьютерный класс для тестирования с использованием системы “Прометей”.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подго товки 210400 Радиотехника.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Зайко Е.С.

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ к.т.н. доцент Замолодчиков В.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Формирования колебаний и сигналов д.т.н. проф.

Удалов Н.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) им. В.А. Котельникова _ Направление подготовки: 210400 Радиотехника Магистерская программа: Методы и устройства формирования сигналов Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА В РАДИОТЕХНИКЕ" Цикл: профессиональный Вариативная часть, в т.ч. дисциплины по вы Часть цикла:

бору.

ДВС, групп III № дисциплины по учебному ИРЭ, М 2.2. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных еди 2 семестр - ницах:

Лекции 0 час 2 семестр Практические занятия 36 час 2 семестр Лабораторные работы Не предусмотрены 18 час. самостоятельной Расчетные задания, рефераты 2 семестр работы 72 час 2 семестр Объем самостоятельной рабо ты по учебному плану (всего) Экзамены 2 семестр Зачёты 2 семестр Курсовые проекты (работы) Не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является обеспечение студентов специальными знаниями в области физических принципов построения и математических моделей оптических устройств, ис пользуемых в составе радиотехнических систем передачи и обработки информации, а также методов их анализа и расчета.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

демонстрировать навыки работы в научном коллективе (ПК-2);

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);

к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ПК-5);

к оформлению и представлению результатов выполненной работы (ПК-6);

проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектов радиотехнических устройств и систем, в которых используются оптические устройства передачи, приёма и обработки информации.

Задачами дисциплины являются:

ознакомление обучающихся с основными методами и современными типами оптиче ских устройств паредачи и обработки радиосигналов с использованием электромагнит ных волн оптического диапазона;

изучение основных характеристик типовых оптических устройств передачи и обработ ки радиосигналов;

выработка практических навыков аналитического и численного анализа процессов ге нерации, распространения и приема оптического излучения в оптических устройствах передачи и обработки радиосигналов, а также расчета характеристик этих устройств.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образо вательной программы подготовки магистров по магистерской программе «Методы и устрой ства формирования сигналов» направления 210400 Радиотехника.

Дисциплина базируется на дисциплинах ФГОС подготовки бакалавров по направлению 210400 «Радиотехника».

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать сле дующие результаты образования:

Знать:

фундаментальные законы, понятия и положения теории распространения и преобразования электромагнитных волн оптического диапазона;

математические модели оптических устройств и процессов в них;

важнейшие классы, свойства и характеристики оптических устройств, используемых для передачи и обработки радиосигналов;

основы расчета характеристик оптических устройств и параметров электромагнитных процессов в них;

технологию изготовления основных элементов волоконно-оптических систем связи (ВОСС);

материалы и компоненты, применяемые при создании ВОСС;

источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по технологии создания и расчета волоконно-оптических волноводов, источников излучения, фотоприемников, оптических усилителей и регенераторов, пассивных компонент ВОСС (ПК-7).

Уметь:

применять основные законы естественнонаучных дисциплин и положения базовых дисциплин профессионального цикла для анализа режимов и характеристик оптических устройств, используемых для передачи и обработки радиосигналов, давать качественную физическую трактовку полученным результатам;

выполнять моделирование объектов и процессов с целью анализа и оптимизации их параметров с использованием имеющихся средств исследования (ПК-17);

самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета базовых параметров и характеристик акустооптических процессоров (АОП), волоконно-оптических волноводов, активных и пассивных компонент ВОСС, и применять их для решения поставленной задачи (ПК-9);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые компоненты АОП и волоконно-оптических систем связи;

выбирать волоконно-оптические волноводы, оптические кабели, активные и пассивные компоненты для создания волоконно-оптических систем связи в зависимости от условий работы;

анализировать информацию о новых технологиях изготовления волоконно-оптических волноводов, оптических кабелей, лазеров и фотоприемников (ПК-7).

Владеть:

методами решения задач анализа и расчета характеристик оптических устройств, используемых для передачи и обработки радиосигналов;

методами математического анализа и моделирования оптических устройств, используемых для передачи и обработки радиосигналов.

терминологией в области волоконно-оптических систем связи, включая волоконно оптические волноводы и оптические кабели, светодиоды и лазеры, оптические усилители и регенераторы, фотоприемники и мультиплексоры (ОК-2, ПК-3);

навыками поиска информации о параметрах и характеристиках оптических волокон оптических и волоконно-оптических функциональных узлов и компонентов (ПК-7);

информацией о технических параметрах современных пассивных и активных компонентов оптических и волоконно-оптических систем, необходимой для их проектирования.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 часов.

Виды учебной работы, Формы текущего Раздел дисциплины.

Всего часов на раздел включая самостоятель № контроля успеваемо Семестр Форма промежуточной ную работу студентов и п/ сти аттестации трудоемкость (в часах) п (по разделам) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Физические основы опти ческой обработки инфор мации. Электромагнитные Опрос 1 3 2 1 волны в изотропных сре дах.

Методы геометрической оптики. Уравнение эйко Опрос 2 5 2 2 нала, уравнение луча. Ре шение задач рефракции.

Основы скалярной теории дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля. Ди Контрольная работа.

3 5 2 2 фракция Френеля и Фра унгофера. Приближение геометрической оптики.

Преобразование оптиче ского излучения линзой. Опрос. Проверка Структура и функциони- пункта 1 расчетного 4 5 2 2 рование аналоговых опти- задания.

ческих процессоров.

Основные виды транспа рантов аналоговых опти- Контрольная работа.

5 5 2 2 ческих процессоров.

Генераторы оптического Опрос. Проверка излучения. Приемники пункта 2 расчетного 6 5 2 2 оптического излучения. задания.

Акустооптические корре ля-торы радиосигналов с Опрос 7 5 2 2 про-странственным и вре менным интегрированием Акустооптические спек Опрос. Проверка троанализаторы с времен пункта 3 расчетного 8 5 2 2 ным и пространственным задания.

интегрированием.

Акустооптический про цессор обработки сигна- Опрос 9 5 2 2 лов ФАР.

Физические основы распространения излуче- Опрос 10 5 2 2 ния в оптических волокнах (ОВ). Модовая структура волн в ОВ.

Информационная ёмкость ОВ. Виды дисперсии в Опрос 11 4 2 2 ОВ.

Потери в ОВ Типы ОВ. Классификация.

Опрос 12 3 2 1 Свойства. Стандарты Волоконно-оптические соеди нители и разветвители Контрольная работа 13 6 2 2 (нейтральные и спек трально-селективные).

1 2 3 4 5 6 7 8 Источники оптического излучения. Светодиоды и Опрос 14 6 2 2 лазеры.

Анализ характеристик светодиодов и полупро водни-ковых лазеров. По Опрос 15 4 2 2 строение передающих оптических модулей.

Оптические усилители Фотоприёмные устройст- Опрос 16 4 2 2 ва.

Фотодиоды для волокон но- оптических систем пере- Контрольная работа 17 5 2 дачи информации (ВОСПИ).

Шумы и чувствительность цифрового фотоприёмного Опрос 18 4 2 2 устройства. Заключение.

Зачет 6 2 2 Экзамен 18 2 Итого: 108 36 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции – не предусмотрены.

4.2.2. Практические занятия:

1. Физические основы оптической обработки информации. Электромагнитные волны в изо тропных средах Математические модели простейших типов электромагнитных волн: плоская, сферическая, параксиальное приближение. Комплексная амплитуда монохроматической волны в плоско сти наблюдения. Расчет отражения и преломления электромагнитных волн. Расчет парамет ров поворотной призмы (эффект полного внутреннего отражения). Расчет параметров поля ризатора (эффект Брюстера).

2. Методы геометрической оптики. Уравнение эйконала, уравнение луча. Решение задач рефракции Математические модели неоднородных сред в оптических системах обработки и передачи информации. Решение уравнения луча для простейших примеров неоднородностей. Расчет траекторий геометрооптических лучей в градиентных волоконных световодах. Влияние на чальных условий.

3. Основы скалярной теории дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Приближение геометрической оптики Метод зон Френеля. Расчет размеров зон Френеля для различных примеров расположения источника и наблюдателя. Анализ дифракционных явлений методом интеграла Кирхгофа.

Расчет дифракции на экранах разного типа. Анализ влияния параметров дифракционной ре шетки на характеристики поля в плоскости наблюдения в режиме дифракции Фраунгофера.

Приближение геометрической оптики в многоэлементных оптических системах.

4. Преобразование оптического излучения линзой. Структура и функционирование аналого вых оптических процессоров Параметры тонкой линзы. Расчет функции пропускания линзы. Примеры преобразования оп тического излучения линзой. Влияние апертуры на характеристики поля в плоскости наблю дения. Анализ функционирования аналоговых оптических процессоров. Алгоритмы работы коррелятора, спектроанализатора оптических сигналов, согласованного фильтра, устройства распознавания образов. Примеры расчетов.

5. Основные виды транспарантов аналоговых оптических процессоров Характеристики акустооптического модулятора (АОМ). Расчет параметров акустической волны в АОМ. Анализ комплексной амплитуды поля на выходе АОМ в режимах дифракции Брэгга и Рамана-Ната. Расчет интенсивности в фокальной плоскости линзы.

6. Генераторы оптического излучения. Приемники оптического излучения Анализ спектра генерации. Расчет числа мод в пределах спектральной линии излучения. Па раметры одноэлементных фотодетекторов. Связь фототока с мощностью падающего оптиче ского излучения (в рамках модели регистрации фотоотсчетов). Расчет характеристик шума фотодетектирования.

7. Акустооптические корреляторы радиосигналов с пространственным и временным интег рированием Анализ преобразований радиосигналов в корреляторе с пространственным интегрированием.

Анализ преобразований радиосигналов в корреляторе с временным интегрированием. Расчет ограничений на длительность обрабатываемых сигналов в разных типах корреляторов.

8. Акустооптические спектроанализаторы с временным и пространственным интегрировани ем Анализ преобразований радиосигналов в спектроанализаторе с пространственным интегри рованием. Анализ преобразований радиосигналов в спектроанализаторе с временным интег рированием. Расчет полосы обзора и времени анализа.

9. Акустооптический процессор обработки сигналов ФАР Модели сигналов на входе акустооптического процессора (АОП). Анализ параметров сигна ла на выходе многоэлементного фотоприемника АОП.

10. Области применения оптических волокон (ОВ).Физические основы распространения излучения в ОВ. Модовая структура волн в ОВ.

Примеры типов оптических волокон по сечению и профилям показателей преломления.

Примеры расчета числовой апертуры ОВ.

11. Информационная ёмкость ОВ. Виды дисперсии в ОВ. Потери в ОВ Примеры расчета межмодовой дисперсии и пропускной способности ОВ. Примеры расчета материальной дисперсии. Оценка расширения светового импульса за счет материальной дисперсии.

12. Типы ОВ. Классификация. Свойства. Стандарты Сравнение характеристик основных типов ОВ, выпускаемых промышленностью. Оценка потенциального ресурса одномодового волокна. Методика расчета полосы пропускания линии связи на основе разных типов ОВ.

13. Волоконно-оптические соединители и разветвители (нейтральные и спектрально селективные) Методика расчета потерь излучения в тракте с учетом оптических компонентов волоконно оптических сетей.

14. Источники оптического излучения. Светодиоды и лазеры.

Пример расчета коэффициента усиления активной среды с резонаторами Фабри-Перо. Усло вия самовозбуждения лазера. Влияние коэффициентов отражения зеркал на условия самовоз буждения лазера.

15. Анализ характеристик светодиодов и полупроводниковых лазеров.

Построение передающих оптических модулей.

Особенности полупроводниковых (п/п) материалов, используемых для построения источни ков излучения оптического диапазона. Светоизлучающие диоды с гетеропереходами. Осо бенности структур лазерных п/п диодов. Методика расчета условия самовозбуждения п/п лазеров. Построение ватт-амперных и вольтамперных характеристик п/п лазеров. Моды ко лебаний. Работа п/п лазеров в режиме переключения. Пример схемотехнической реализации передающего оптоэлектронного модуля.

16. Оптические усилители. Фотоприёмные устройства.

Расчет квантовой эффективности и токовой чувствительности p-i-n фотодиодов. Примеры конструкций p-i-n фотодиодов. Анализ переходных и частотных характеристик p-i-n фото диодов. Оценка полосы пропускания оптических усилителей. Методика расчета шумовых характеристик входного каскада фотоприемного устройства с p-i-n фотодиодом.

Особенности использования лавинных фотодиодов и фототранзисторов.

17. Фотодиоды для волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСПИ).

Примеры структур и основные характеристики приемных оптоэлектронных модулей циф ровых ВОСПИ. Типовые структурные схемы построения ретрансляторов и оптических уси лителей.

18. Шумы и чувствительность цифрового фотоприёмного устройства. Заключение/ Методика расчета шумовых характеристик входного каскада фотоприемного устройства с p-i-n фотодиодом. Особенности использования лавинных фотодиодов и фототранзисторов.

4.3. Лабораторные работы: не предусмотрены 4.4. Расчетные задания:

Анализ преобразований радиосигнала в когерентном оптическом процессоре 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы – не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Интерактивные практические занятия включают разбор основных положений теоретиче ского материала, постановку и решение задач, выполнение контрольных и тестовых заданий по отдельным темам.

Самостоятельная работа включает изучение теоретического материала, а также освоение методик анализа и расчета оптических устройств при выполнении расчетных заданий, подго товке к контрольным работам, зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются проверка усвоения материала путем оп роса и выполнения тестовых заданий во время занятий, проверка правильности выполнения отдельных разделов расчетного задания, контрольные работы, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Оптические устройства в радиотехнике: Учебн. пособие для вузов/ Под ред. В.Н.Ушакова.

М.- Радиотехника. 2005. 240 с.

2. Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи : Пер. с англ. / Р. Фриман. - М. : Техно сфера, 2003. - 440 с.

3. В.В. Богатырева, А. Л. Дмитриев. Оптические методы обработки информации / Учебное пособие. – СПб: СПбГУИТМО, 2009. – 74 с.

б) дополнительная литература:

1. К.П.Наумов, В.Н.Ушаков Акустооптические сигнальные процессоры / Учебн. пособие. – М.: Радиотехника. 2002. – 96 с.

2. В.Н.Ушаков. Акустооптические процессоры корреляционного типа./ М.: Радиотехника.

2007. – 184 с.

3. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-трендз, 2002. – 112 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

студенческая версия пакета MathCAD, http://www.ire-mpei.ru, http://www.pilab.ru/csi/AUK/RadioTech/OTC2/OTC2_index.htm б) другие:

ВОЛС, волоконно-оптические линии связи. http://www.tls-group.ru/sks/vols/ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины используется учебная аудитория, укомплектованная аудиовизуальными средствами Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подго товки магистров 210400 Радиотехника. Программа магистерской подготовки: Методы и уст ройства формирования сигналов.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

д.т.н., профессор Кулешов В.Н.

к.т.н., доцент Гречихин В.А.

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ к.т.н., профессор Замолодчиков В.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ФКС Удалов Н.Н.

д.т.н., профессор Зам. зав. кафедрой ОРТ Крамм М.Н к.т.н., доцент МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) им. В.А. Котельникова _ Направление подготовки: 210400 Радиотехника Магистерская программа: Методы и устройства формирования сигналов Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И СКРЫТНОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПО РАДИОКАНАЛАМ»

Цикл: профессиональный Вариативная часть, в т.ч. дисциплины по вы Часть цикла: бору ДВС. Группа VI № дисциплины по учебному ИРЭ;

М 2.2. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных еди 2 семестр – ницах:

Лекции 0 час 2 семестр Практические занятия 54 час 2 семестр Лабораторные работы нет Расчетные задания, рефераты Не предусмотрены Объем самостоятельной рабо 90 час 2 семестр ты по учебному плану (всего) Курсовые проекты (работы) Не предусмотрены Зачёт 2 семестр Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов и способов защиты информационного со держания передаваемых сообщений для последующего использования при создании радио электронной аппаратуры.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

- использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин маги стерской программы (ПК-1);

- понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и сред ства их решения (ПК-2);

- проектировать радиотехнические устройства, приборы и комплексы с учётом задан ных требований (ПК-9);

- выполнять моделирование объектов и процессов с целью анализа и оптимизации их параметров с использованием имеющихся средств исследований, включая пакеты прикладных программ (ПК-17);

- профессионально эксплуатировать современное оборудование и приборы в соответст вии с целями магистерской программы (ПК-5);

- анализировать состояние научно-технической проблемы путём подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК-7);

- самостоятельно осуществлять постановку задачи исследования, формирование плана его реализации, выбор методов исследования и обработку результатов (ПК-16).

- осуществлять анализ угроз целостности информации, передаваемой по проводным и эфирным каналам, принимать меры по минимизации возможного ущерба от несанк ционированного доступа к ней;

- владеть методами шифрования информации про её передаче по каналам связи и спо собами повышения скрытности факта передачи.

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с математическими приёмами и технической реализацией средств защиты информации при её передаче по проводным линиям цифровой связи и по радиоканалам;

дать информацию о средствах несанкционированного доступа к информации, переда ваемой по проводным линиям и по радиоканалам, о возможностях обнаружения кана лов утечки информации, о количественной оценке ущерба: а) для передающей стороны - от несанкционированного перехвата информации, б) для обнаруживающей стороны от пропуска факта несанкционированной передачи;

научить обосновывать конкретные технические решения при последующей разработке и использовании радиоэлектронных средств передачи информации и обнаружения.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2.2.12, Группа VI основной образовательной программы магистерской подготовки 210400 Радиотехника.

Дисциплина базируется на дисциплинах бакалаврской подготовки по направлению Радио техника и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

сущность и значение информации в развитии современного информационного общества (ОК-11);

физические и математические модели процессов и явлений, лежащих в основе принципов действия устройств скрытной передачи данных, радиомониторинга и шифрования дан ных;

основные методы формирования сигналов, обеспечения основных характеристик уст ройств формирования сигналов, принципы построения узлов устройств формирования сигналов и их элементную базу;

Уметь:

формулировать и решать задачи, грамотно использовать математический аппарат и численные методы для анализа и синтеза устройств скрытной передачи, радиомонито ринга и шифрования данных;

соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты го сударственной тайны (ОК-11);

Владеть:

математическим аппаратом для решения задач теоретической и прикладной радиотех ники, методами исследования и моделирования устройств скрытной передачи, радио мониторинга и шифрования данных;

методами проектирования устройств скрытной передачи, радиомониторинга и шифро вания данных;

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часa.

Виды учебной работы, Формы текущего Всего часов на раздел включая самостоятель № контроля успеваемо Семестр Раздел дисциплины ную работу студентов и п/ сти трудоемкость (в часах) п (по разделам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Скрытность передачи данных по радиока- Тест 24 2(10) 0 9 0 налам Обнаружение радио излучений и техниче Тест 24 2(10) 0 9 0 ский анализ их пара метров Криптографическая Контрольная работа 30 2(10) 0 12 0 защита информации Системы шифрова Тест 28 2(10) 0 12 0 ния информации Защита данных в информационных Контрольная работа 28 2(10) 0 12 0 сетях Зачет 10 2(10) -- -- 0 Итого: 144 0 54 0 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции: не предусмотрены 4.2.2. Практические занятия 1) Примеры количественной оценки степени скрытности радиопередачи Способы количественной оценки уровня скрытности. Оценки возможностей линий согласо ванного и перехватывающего приёма в условиях недостаточной информированности о тех нических параметрах. Применение расширяющего спектр кодирования. Псевдослучайная перестройка рабочей частоты. Прерывистая передача. Использование многочастотных, мно годиапазонных, сверхширокополосных и хаотических сигналов. Маскировка прикрывающим радиосигналом. Сглаживание демаскирующих признаков радиоизлучений. Способы повы шения пространственной защищённости линий радиопередачи. Принципы помехоустойчи вого кодирования и коррекции ошибок в согласованной радиолинии. Расчёт энергетического выигрыша кодирования. Применение блоковых и свёрточных кодов, перемежения символов для повышения скрытности радиосистемы.

2) Примеры ситуаций обнаружения радиоизлучений и технического анализа их параметров Технико-экономические ограничения средств обнаружения несанкционированных радиоиз лучений в условиях недостаточной информированности о технических параметрах сигналов.

Технические возможности пеленгования местоположения источника радиоизлучения, выяв ления параметров сигнала, доступа к передаваемой битовой последовательности.

3) Примеры аппаратуры автоматизированного радиомониторинга частотного диапазона 4) Криптографическая защита информации Общая характеристика проблемы защиты информации при её хранении, передаче и извлече нии и обработке электронными средствами. Основные понятия и определения информаци онной безопасности. Угрозы и обеспечение безопасности АСОИ. Общая характеристика принципов криптологии и аппаратно-программные средства защиты информации. Принципы криптографической защиты информации. Принципы криптоанализа.

Элементы алгебры и теории чисел: алгебраические операции по mod n, алгоритмы отыскания наибольшего общего делителя, функция Эйлера, группы, кольца, конечные поля Галуа, од нонаправленные и хэш- функции.

5) Системы шифрования информации Шифрование методом перестановок, с использованием размеров таблицы в качестве ключа, с дополнительной перестановкой столбцов или (и) строк, методом подстановок. Система шифрования и аффинных подстановок Цезаря. Криптографическая система Хилла. Шифро вание методом многоалфавитных подстановок и методом гаммирования. Метод одноконтур ной и многоконтурной многоалфавитной подстановки. Система шифрования Вермена. Ме тод гаммирования.

Стандарт шифрования DES: алгоритмы шифрования и расшифрования, комбинирование блочных алгоритмов, режимы и области применения.

Российский стандарт шифрования: Алгоритмы шифрования и расшифрования в режиме про стой замены, гаммирование, использование обратной связи. Формирование имитовставки.

Стандарт шифрования AES: теория и алгоритм, теория процедур расширения ключа и рас шифрования. Алгоритм расширения ключа, алгоритм расшифрования и эквивалентный алго ритм расшифрования данных.

Асимметричные системы шифрования: cистема RSA, шифрование с открытым ключом, про токолы и алгоритмы шифрования и расшифрования.

Использование дискретного логарифмирования при шифровании. Протоколы и алгоритмы в системе Эль-Гамаля. Использование группы точек эллиптической кривой. Криптографиче ские протоколы при шифрования и расшифровании в системе ECIES.

6) Защита данных в информационных сетях Слабая и сильная идентификация. Электронная цифровая подпись. Определение, методы реализации и возможные алгоритмы электронной цифровой подписи.

Удаленные атаки в сети Internet: виды и классификация, методы и средства защиты.

4.3. Лабораторные работы: Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания: Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия не предусмотрены.

Практические занятия проводятся в форме презентаций, использующих компьютерные мультимедийные средства, и путём решения конкретных задач по разделам курса.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготов ку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет по системе 5, 4 или 3, при условии успешного выполнения предусмотренных контрольных работ. Если одна из контрольных ра бот пропущена или оценена неудовлетворительно, она выполняется по индивидуальному за данию после окончания чтения лекций.

Оценка за освоение дисциплины определяется по результатам устного зачёта как округлён ное до ближайшего целого среднее значение оценок ответа по билету, включающему вопро сы из двух частей курса. Если одна из оценок по вопросам неудовлетворительная, то итого вая оценка также неудовлетворительная.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр магистратуры (10-й семестр обуче ния).

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

19. _ Бе лов Л.А. Обеспечение электромагнитной совместимости в радиопередающих устройствах. – М.: Изд. дом МЭИ, 2011.

20. _ Ре мбовский А.М. Радиомониторинг: задачи, методы. Средства. –М.: Горячая линия-Телеком, 2006.

21. _ Гу бонин Н.С. Защита информации в системах передачи и обработки данных. – М.: Изд. дом МЭИ, 2012.

22. _ А лфёров А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черёмушкин А.Ю. Основы криптографии: Учебное пособие, 4-е изд., испр. и доп. – М.: Гелиос АРВ, 2005..

23. _ М олдовян А.А., Молдовян Н.А., Советов Б.Я. Криптография. – СПб.: Издательство "Лань", 2001.

б) дополнительная литература:

1. Защищённые радиосистемы цифровой передачи информации /П.Н. Сердюков, А.В. Бель чиков, А.Е. Дронов и др. – М.: АСТ, 2006. -403 с.

2. Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте.

– М.: Вузовская книга, 2003. -528 с.

3. Венбо Мао. Современная криптография. Теория практика. – СПб: Вильямс, 2005. – 768с.

4. Бабаш А.В., Шанкин Г.П. Криптография / Под редакцией В.П. Шерстюка и Э.А. Примен ко. – М.: СОЛОН-Р, 2002.

5. Болотов А.А., Гашков С.Б., Фролов А.Б., Чусовских А.А. Элементарное введение в эллип тическую криптографию. Алгебраические и алгоритмические основы. – М.: КомКнига, 2006.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: http://st.ess.ru б) другие:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабжен ной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО подготовки магистров по направлению 210400 «Радиотехника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

к.т.н., профессор Белов Л.А.

д.т.н. профессор Губонин Н.С.

"CОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ к.т.н. профессор Замолодчиков В.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Формирования колебаний и сигналов д.т.н. профессор Удалов Н.Н.

Зав. кафедрой Радиотехнических систем д.т.н. профессор Перов А.И.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) им. В.А. Котельникова _ Направление подготовки: 210400 Радиотехника Магистерская программа: Методы и устройства формирования сигналов Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "РЕГУЛЯНАЯ И ХАОТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ" Цикл: профессиональный Часть цикла: Вариативная, по выбору № дисциплины по учебному ИРЭ;

М 2.2. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных еди 2 семестр – ницах:

Лекции Не предусмотрены Практические занятия 54 час 2 семестр Лабораторные работы Не предусмотрены Расчетные задания, рефераты Расчётные задания 2 семестр 90 час Объем самостоятельной рабо ты по учебному плану (всего) Зачёт 2 семестр Курсовые проекты (работы) Не предусмотрены Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основных физических процессов и явлений в типовых нелинейных радиотехнических устройствах и основных их узлах, освоение тео ретических методов анализа и математического аппарата, а также способов математиче ского моделирования таких систем и проведения физического эксперимента.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов учитывать современные тенденции развития нелинейных радиотехнических сис тем различного назначения, вычислительной техники и информационных технологий в сво ей профессиональной деятельности (ПК-1);

владеть методами решения задач анализа сложных нелинейных процессов регуляр ного и хаотического происхождения и расчета их характеристик (ПК-17);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике профессиональной деятельности, использовать достижения отече ственной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-12);

осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования узлов и устройств радиотех нических систем (ПК-8);

работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-2);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать и аргументи ровано вести дискуссию и полемику в области деятельности, связанной с исследованием и созданием радиотехнических систем различного назначения (ОК-1);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зару бежный опыт по тематике создания радиотехнических устройств и систем (ОК-7);

осуществлять сбор и анализ исходных данных для исследования, расчета и проек тирования узлов в различных устройствах радиотехнических систем (ПК-7).

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с основными методами анализа процессов и расчета характеристик и показателей качества нелинейных радиотехнических систем различного назначения:

дать информацию об элементной базе и типовых узлах, на основе которых созда ются устройства и нелинейные радиотехнические системы;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при разработ ке радиотехнических систем.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла M.2, в том чис ле дисциплины по выбору, ДВС, Группа IV основной образовательной программы подготов ки магистров по программе «Методы и устройства формирования сигналов» направления 210400 Радиотехника.

Дисциплина базируется на всех дисциплинах подготовки бакалавров по направлению 210400 Радиотехника и на дисциплине «Теория колебаний» подготовки магистров.

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении курсов ма гистерской подготовки, а также при выполнении выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по вопросам применения и проектирования нелинейных функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры различ ного назначения (ОК-2);

источники научно-технической информации (книги, журналы, сайты Интернет) по методам исследования, расчета и компьютерного моделирования новых радиотехнических систем (ПК-7);

узлы и компоненты, применяемые при разработке радиотехнических устройств (ПК-13).

Уметь:

самостоятельно применять известные теоретико-колебательные методы исследова ния нелинейных радиотехнических устройств и систем (ПК-16);

использовать программы математического моделирования регулярных и хаотиче ских процессов в нелинейных радиотехнических устройствах и системах (ПК-18);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию для иссле дования и расчета нелинейных радиотехнических устройств и систем (ПК-7).

Владеть:

теоретическими методами анализа процессов в нелинейных устройствах и систе мах (ПК-1);

методами математического моделирования регулярных и хаотических колебаний в нелинейных радиотехнических устройствах и системах (ПК-17);

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-6);

терминологией в области регулярной и хаотической динамики и теории систем (ПК-1);

навыками поиска информации о разработках новых радиотехнических систем (ПК-7);

навыками применения полученной информации при исследовании и расчете кон кретных нелинейных устройств и систем (ПК-3).

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на раздел включая самостоятель № Формы текущего Семестр Раздел дисциплины. ную работу студентов и п/ контроля успеваемо трудоемкость (в часах) п сти лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Автоколебательные Контроль выполне системы со многими ния расчетного зада 16 2 - 6 - степенями свободы ния Анализ автогенераторов Контроль выполне с автосмещением мето ния расчетного зада 16 2 - 6 - дом укороченных урав ния нений Системы с нелинейны ми энергоемкими эле- Контроль выполне ментами. Параметриче- ния расчетного зада 12 2 - 4 - ское возбуждение коле- ния баний Полигармонический Контроль выполне анализ нелинейных сис ния расчетного зада 22 2 - 10 - тем с большими перио ния дическими колебаниями Новое междисцип линарное научное на правление – хаоти- Контроль выполне ческая динамика и са- ния расчетного зада 16 2 - 6 - моорганизация про- ния цессов в нелинейных динамических системах Контроль выполне Динамика нелинейных ния расчетного зада 16 2 - 6 - дискретных систем ния Хаос в классе НДС с Контроль выполне непрерывным време- ния расчетного зада 17 2 - 7 - нем. ния Формирование хаоти- Контроль выполне ческих колебаний ра- ния расчетного зада 17 2 - 7 - диодиапазона ния Зачет Письменный зачёт 12 2 -- 2 - Итого: 144 - 54 - 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции: Лекции учебным планом не предусмотрены 4.2.2. Практические занятия 1. Автоколебательные системы со многими степенями свободы Особенности укороченных уравнений. Одночастотный и многочастотный режимы.

Взаимодействие многих колебаний в нелинейных системах. Взаимосвязанные автоколеба тельные системы. Анализ взаимодействия автоколебаний асинхронных частот двух автоге нераторов. Условия сосуществования колебаний. Взаимная синхронизация автогенераторов на кратных или равных частотах. Зоны взаимной синхронизации.

2. Анализ автогенераторов с автосмещением методом укороченных уравнений Обобщения метода укороченных уравнений. Различные формы представления системы укороченных уравнений для автономных и неавтономных нелинейных систем (комплексная и вещественные аплитудно-фазовая и координатная формы).

Одноконтурный автогенератор автосмещением. Укороченные уравнения. Основные допущения. Анализ стационарных режимов. Анализ условий устойчивости автоколебаний и условий возникновения самомодуляции. Анализ переходных процессов. Анализ стацио нарных режимов, стабильности автоколебаний и условий возникновения самомодуляции при кусочно-линейной характеристике активного элемента. Чувствительность частоты и амплитуды к изменению параметра. Укороченные уравнения АГ в перенапряженном ре жиме.

3. Системы с нелинейными энергоемкими элементами. Параметрическое возбуждение колебаний Анализ неавтономных систем с инерционной нелинейностью методом укороченных уравнений. Явления нелинейного резонанса. Преобразование амплитудно-фазовой моду ляции в системах нелинейным инерционным элементом. Явления перескоков фазы при амплитудной и фазовой манипуляции.

Параметрическое деление частоты в колебательной системе с нелинейной емкостью.

Условия возбуждения параметрических колебаний, анализ механизма ограничения ам плитуды.

4. Полигармонический анализ нелинейных систем с большими периодическими коле баниями Метод баланса гармоник для автономных и неавтономных систем. Стационарный режим автогенератора с одним нелинейным элементом в полуторагармоническом при ближении. Диаграммы срыва и смещения автогенераторов в полигармоническом при ближении.

Уравнения для малых возмущений в окрестности периодического режима (ПР). Ха рактеристический определитель системы для малых отклонений от ПР и его свойства.

Анализ устойчивости периодического режима в автономных и неавтономных сис темах. Теорема Пуанкаре об автономных системах. Анализ малых воздействий общего вида. Чувствительность периодического режима к изменению параметра и модуляцион ная чувствительность. Бесконечность чувствительности на границе устойчивости.

Некоторые обобщения системы методов полигармонического анализа колебаний в нелинейных системах. Особенности ее использования в ведущих современных САПР радиоэлектронных устройств СВЧ (Agilent ADS, Microwave Office и др.).

5. Новое междисциплинарное научное направление - хаотическая динамика и самоор ганизация процессов в нелинейных динамических системах.

Классификация особых точек и картины фазовых траекторий в трехмерном фазовом пространстве. Анализ движений в многомерных фазовых пространствах. Одномерные и двумерные рекуррентные отображения. Примеры.

Основные сценарии перехода к хаосу в НДС с одномерными дискретными отобра жениями. Сценарий М.Фейгенбаума перехода в хаос. Бифуркационные диаграмма и скейлинговые соотношения. Общие количественные характеристики хаоса (показатели Ляпунова, функция корреляции, плотность распределения, энтропия).

6. Динамика нелинейных дискретных систем Система фазовой синхронизации 1-го порядка с дискриминатором типа «выборка запоминание». Зоны синхронизма различной кратности. Фрактальный характер границы перекрытия зон. Мультистабильность.

Способы модуляции параметров хаотических колебаний. Примеры реализации сис тем с дискретным временем для построения систем скрытной передачи информации с помощью хаотических сигналов.


7. Хаос в классе НДС с непрерывным временем.

Модель хаотического аттрактора Э.Лоренца. Сценарии перехода к хаосу. Аттрактор Рёсслера. Особенности хаоса в диссипативных и консервативных системах.

Хаотические колебания в автономных автогенераторах с 1,5 степенями свободы.

Схемы генераторов хаоса и их дифференциальные уравнения. Рассмотрение различных сценариев перехода к хаосу на примере схемы Чуа.

Анализ бифуркаций и сценарии перехода к хаосу автономной ФАП с RLCфильтром. Картины странных аттракторов.

8. Формирование хаотических колебаний радиодиапазона Хаос в неавтономных системах ФАП.и ЧАП с различными типами фильтров в це пи управления. Основные характеристики хаотических колебаний и способы управления хаосом. Регулярные и хаотические автоколебания в усилителях с АПФ. Синхронизация хаотических колебаний.

Примеры синхронизации в системах с хорошо изученным фазовым пространством.

Хаотическая синхронизация автогенератора Чуа, моделей Лоренца, Рёсслера и др. Ис пользование хаотических колебаний для построения систем скрытной связи.

Применения общей теории нелинейных динамических систем в задачах радиоэлек троники. Направления дальнейших исследований в области систем с регулярной и хаоти ческой динамикой.

4.3. Лабораторные работы: Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания: По основным разделам курса предусмотрено выполнение расчет ных заданий.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия не предусмотрены учебным планом Практические занятия – включают изучение методов решения задач по всем разделам курса с проведением аудиторных демонстраций использования программных пакетов мате матического моделирования.

Самостоятельная работа - включает проработку теоретических положений и выполнение расчетных заданий, включающих анализ режимов регулярных и хаотических колебаний.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используется проверка выполнения расчетных зада ний.

Аттестация по дисциплине – дифференцируемый зачет.

Оценка за освоение дисциплины по шкале 5, 4 или 3, определяется по письменному зачёту с учетом качества и своевременности выполнения расчетных заданий.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Капранов М.В. – Регулярная и хаотическая динамика нелинейных систем с дискретным временем: учебное пособие / М.В.Капранов, А.И. Томашевский – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 256 с. (также «Издание 2-е, стереотипное 2010).

2. Кулешов В.Н., Перфильев А.А. – Динамика нелинейных резонансных узлов устройств формирования сигналов. М.: Издательство МЭИ, 2007. 128 с.

3. Анищенко В.С., Вадивасова Т.Е. – Лекции по нелинейной динамике: Учеб. пособие. – Са ратов: Изд-во Саратовского ун-та, 2010 – 324с.

4. Капранов М.В. Элементы теории систем фазовой синхронизации. М.: Издательство МЭИ, 2006. 208 с.

5. Кузнецов С.П. – Динамический хаос (курс лекций). – М.: Физматлит, 2001. - 296 с.

6. Дмитриев А.С., Панас А.И. – Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. – М.: Физматлит, 2002. – 252 с.

б) дополнительная литература:

1. Капранов М.В., Кулешов В.Н., Уткин Г.М. – Теория колебаний в радиотехнике. Учебное пособие для вузов. – М.: Наука, 1984. – 320 с.

2. Г.Шустер – Детерминированный хаос. Введение. М.: Мир, 1988. – 240с.

3. Ф.Мун – Хаотические колебания. – М.: Мир, 1990. – 312с.

4. Заславский Г.М., Сагдеев Р.З. – Введение в нелинейную физику. От маятника до турбу лентности и хаоса. – М.: Наука, 1988. – 368 с.

5. Неймарк Ю.И., Качан Н.Я., Савельев В.Л. Динамические модели теории управления. – М.:

Наука, 1985. – 400 с.

6. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. – Современные проблемы нелинейной динамики. –М.:

Эдиториал УРСС, 2000. – 336 с.

7. Анищенко В.С., Вадивасова Т.Е., Астахов В.В. – Нелинейная динамика хаотических и сто хастических систем. Фундаментальные основы и избранные проблемы. / Под редакцией В.С.Анищенко. – Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1999. – 368 с.

8. Капранов М.В., Томашевский А.И. Анализ фазовых траекторий в окрестностях особых точек 2-D и 3-D нелинейных динамических систем. М.: Издательство МЭИ, 2003. 80 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://nd.ics.org.ru/ http://nonlin.ru/http://nonlin.ru/http://nonlin.ru/ http://www.scintific.narod.ru/nlib/ б) другие: нет 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабжен ной мультимедийными средствами для презентаций и выполнения интерактивных расчетов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210400 Радиотехника для магистерской програм мы «Методы и устройства формирования сигналов».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

к.т.н., профессор Капранов М.В.

к.т.н., доцент Перфильев А.А.

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ к.т.н. доцент Замолодчиков В.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Формирования колебаний и сигналов д.т.н. проф.

Удалов Н.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) им. В.А. Котельникова _ Направление подготовки: 210400 Радиотехника Магистерская программа: Методы и устройства формирования сигналов Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МОДЕЛИРОВАНИЕ АНТЕНН И МИКРОПОЛОСКОВЫХ УСТРОЙСТВ" Цикл: Профессиональный Вариативная, в том чис Часть цикла: ле дисциплины по выбо ру студентов № дисциплины по учебному ИРЭ;

М 2.2. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных еди 3 семестр – 2 часа ницах:

Лекции Практические занятия 54 час 3 семестр Лабораторные работы Не предусмотрены Расчетные задания, рефераты 10 час 3 семестр 18 час Объем самостоятельной рабо ты по учебному плану (всего) Экзамен 3 семестр Курсовые проекты (работы) Не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов и программных продуктов для автомати зированного проектирования антенных и СВЧ устройств По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

использовать основные законы естественно-научных дисциплин в профессиональ ной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования для машинного проектирования антенн и СВЧ устройств (ОК-10) осуществлять сбор и анализ научно-технической информации, обобщать отечественный и зарубежный опыт в области радиотехники. (ПК-18) Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с математическими моделями антенн и устройств СВЧ, познакомить обучающихся с современными численными методами и программными продуктами для расчета антенн и устройств СВЧ.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М2 основной образо вательной программы подготовки магистров по программе магистерской подготовки Мето ды и устройства формирования сигналов направления 210400 Радиотехника.

Дисциплина базируется на дисциплинах бакалавриата: «Математика», «Численные методы», «Электродинамика», «Техническая электродинамика», «Устройства СВЧ и антенны».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

терминологию автоматизированного проектирования антенн и устройств СВЧ (ОК-10, ПК-19);

источники научно-технической информации (книги, журналы, сайты Интернет) по про ектированию антенн и устройств СВЧ (ПК-18) Уметь:

проводить расчеты характеристик антенн и СВЧ устройств с помощью современных математических пакетов (ОК-10);

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

терминологией в области антенн и устройств СВЧ (ОК-2);

навыками поиска информации по вопросам антенн и устройств СВЧ (ПК-6);

методами расчета характеристик антенн и СВЧ устройств с помощью современных ма тематических пакетов (ПК-19) СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

Виды учебной работы, Формы текущего Раздел дисциплины.

Всего часов на раздел включая самостоятель № контроля успеваемо Семестр Форма промежуточной ную работу студентов и п/ сти аттестации трудоемкость (в часах) п (по разделам) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Обзор современного программного обеспе чения расчета и проек- 16 - 6 - (10) тирования антенн и СВЧ устройств Программа HFSS Ansoft 2 Домашнее задание 24 - 8 - (10) Проектирование антенн и СВЧ устройств с по- Домашнее задание 29 - 8 - мощью программы (10) HFSS Ansoft 4 Программа MWO Домашнее задание 24 - 8 - (10) Решение задач расчета антенн и СВЧ уст- Домашнее задание 29 - 8 - ройств с помощью про- (10) граммы MWO 6 Программа FEKO Домашнее задание 24 - 8 - (10) Решение задач расчета Домашнее задание антенн и СВЧ уст- 29 - 8 - ройств с помощью про- (10) граммы FEKO Экзамен Экзамен 4 - -- -- (10) Итого: 72 - 54 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции не планируются:


4.2.2. Темы практических занятий 1. Обзор современного программного обеспечения расчета и проектирования антенн и устройств СВЧ 2.Программа HFSS Ansoft. Расчет рупорных антенн с помощью программы HFSS Ansoft.

3. Расчет и оптимизация микрополосковых конструкций с помощью программы HFSS Ansoft.

4. Программа MWO. Решение на программе MWO антенных задач.

5. Расчет по программе MWO фильтров СВЧ.

6. Программа FEKO.Расчет ближнего и дальнего поля антенн в программе FEKO 7. Программа FEKO Расчет фазовращателей и делителей мощности на микрополосковых ли ниях.

4.3. Лабораторные работы не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания:

проектирование конкретных антенн и СВЧ устройств.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Практические занятия предусматривают решение расчётных задач по конкретной теме на персональном компьютере Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям и подготовку к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются результат выполнения заданий на прак тических занятиях.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

В приложение к диплому вносится оценка за 3 (11) семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1.Банков С.Е., Курушин А.А., Разевиг В.Д. Анализ и оптимизация трёхмерных СВЧ структур с помощью HFSS М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 216 с.

2. Разевиг В.Д., Потапов Ю.А., Курушин А.А. Проектирование СВЧ устройств с помощью Microwave Office М.: Солон-пресс, 2003.

3. Банков С.Е., Курушин А.А. Расчет излучающих структур с помощью FEKO. М.: Родник.

2008.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

Демонстрационные версии программ HFSS, Microwave Office, FEKO 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабжен ной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и демонстраци онных программных продуктов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210400 «Радиотехника».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Курушин А.А.

«СОГЛАСОВАНО»

Директор ИРЭ к.т.н. доцент Замолодчиков В.Н.

Зав. кафедрой формирования колебаний и сигналов д.т.н. профессор Удалов Н.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

И.о. зав. кафедрой антенных устройств и распространения радиоволн д.ф.м.н. профессор Пермяков В.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОЭЛЕТРОНИКИ (ИРЭ) Направление подготовки: 210400 Радиотехника Магистерская программа «Методы и устройства формирования сигналов»

Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "КВАНТОВАЯ РАДИОФИЗИКА" Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная, по выбору № дисциплины по учебному ИРЭ;

М 2.2. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных еди 3 семестр – 2 часа ницах:

Лекции - Практические занятия 54 час 3 семестр Лабораторные работы - Расчетные задания, рефераты - Объем самостоятельной рабо 18 час 3 семестр ты по учебному плану (всего) Экзамены 3 семестр Курсовые проекты (работы) -- - Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение фундаментальных основ квантовой радиофизики и нелинейной оптики, электродинамических свойств вещества, принципов работы приборов квантовой электроники.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных положений дис циплины (ПК-1);

выдвигать новые идеи как теоретического так и практического плана (ПК-2);

понимать основные проблемы, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые зна ния и умения, в том числе в новых областях знаний (ПК-4);

оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6);

Задачами дисциплины являются познакомить c фундаментальными основами квантовой радиофизики;

дать информацию об основных математических моделях физических явлений, которые используются в квантовой электронике, нелинейной оптики и оптических устройствах обработки сигналов;

дать фундаментальные основы взаимодействие электромагнитного поля с веществом;

дать основные сведения о принципах нелинейной оптики;

показать связь фундаментальных принципов физики с остальными дисциплинами про фессиональной подготовки;

выработать навыки изучения, анализа научной литературы и использования ее для ре шения конкретных задач.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла основной образова тельной программы подготовки магистров по направлению 210400 радиотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Математика», «Радиотех нические цепи и сигналы», «Электродинамика и распространение радиоволн».

Знания, полученные при изучении дисциплины, необходимы для освоения смежных дисцип лин "Оптические методы и устройства обработки информации», «Оптические устройства в радиотехнике", а также при выполнении магистерской диссертации.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

фундаментальные и прикладные положения дисциплины (ПК-1);

методы и средства их решения задач квантовой электроники и нелинейной оптики (ПК-3);

связи фундаментальных основ дисциплины «Квантовая радиофизика» с теоретиче скими и практическими основами смежных дисциплин;

Уметь:

выдвигать новые идеи как теоретического так и практического плана (ПК-2);

самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний (ПК-4);

оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6) использовать фундаментальные и прикладные положения дисциплины для решения конкретных задач(ПК-1);

Владеть:

методологией современного естествознания;

навыками и приемами выдвижения новых идей и нахождения путей их реализации (ПК-2);

приемами освоения и использования в практической деятельности новых знаний и умений, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сфе рой непосредственной деятельности (ПК-4);

приемами освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской про граммы (ПК-1);

навыками поиска информации, анализа и использования научной информации.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часов.

Виды учебной работы, Формы текущего Раздел дисциплины.

Всего часов на раздел включая самостоятель № контроля успеваемо Семестр Форма промежуточной ную работу студентов и п/ сти аттестации трудоемкость (в часах) п (по разделам) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Фундаментальные ос- Обсуждение темы новы квантовой радио- индивидуального 7 3 0 6 физики расчета Электродипольное Дискуссия по теме взаимодействие элек индивидуального 7 3 0 6 тромагнитного поля с расчета веществом Магнитодипольное Дискуссия по теме взаимодействие элек индивидуального 7 3 0 6 тромагнитного поля с расчета веществом Свойства плазмы и Дискуссия по теме плазмоподобных сред. индивидуального 7 3 0 6 расчета Дискуссия по теме Уравнения квантового индивидуального 7 3 0 5 генератора и усилителя расчета Подготовка текста Балансные уравнения индивидуального 9 3 0 8 квантового генератора задания Подготовка текста Динамика квантового индивидуального 11 3 0 9 генератора задания Нелинейное взаимо- Подготовка текста действие полей с веще- индивидуального 10 3 0 8 ством задания Защита индивиду Зачет 1 3 -- -- -- ального задания Экзамен 6 3 -- -- -- 6.

Итого: 72 0 54 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Лекции учебным планом не предусмотрены 4.2.2. Практические занятия:

Фундаментальные основы квантовой радиофизики.

Корпускулярно-волновой дуализм. Атомы, молекулы. Твердое тело, зонная теория.

Квантовая статистика. Металлы, диэлектрики, полупроводники.

Матричная формулировка квантовой механики. Операторы наблюдаемых физических величин. Ансамбли частиц. Матрица плотности. Процедура перехода к макроскопическим наблюдаемым величинам. Уравнения движения макроскопических величин.

Электродипольное взаимодействие электромагнитного поля с веществом.

Квазиклассическое приближение. Электродипольное взаимодействие поля с двух уровневой квантовой системой. Диэлектрическая восприимчивость и удельная проводи мость. Электронные, колебательные и вращательные спектры поглощения. Радиоспектро скопия.

Инверсия населенности. Отрицательная удельная проводимость. Усиление электро магнитных волн. Нелинейные свойства двухуровневой системы. Эффект насыщения.

Магнитодипольное взаимодействие электромагнитного поля с веществом Магнитный момент элементарных частиц. Орбитальный и спиновый магнитный мо мент атома. Уравнения движения матрицы плотности частицы со спином 1/2. Стационарное состояние в постоянном магнитном поле. Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм.

Спонтанная намагниченность. Точка Кюри.

Уравнения Блоха. Магнитный резонанс. Электронный парамагнитный резонанс. Па рамагнитные квантовые усилители. Типы усилителей и основные технические характери стики. Ферромагнитный резонанс. Ферритовый вентиль и ферритовый циркулятор. Ядерный магнитный резонанс. Спектрометры на основе ЯМР. Использование ядерного магнитного резонанса в томографии. Спиновое эхо.

Свойства плазмы и плазмоподобных сред.

Уравнение Больцмана. Материальные уравнения плазмы. Диэлектрическая восприим чивость в линейном приближении.

Особенности распространения электромагнитных волн в плазме. Циклотронный резо нанс. Плазменные волны. Плазменная модель металла и полупроводника. Разогрев плазмы внешним полем. Нелинейные эффекты.

Явления в контактах и переходах.

Контакт двух металлов. Термоэлектричество. Термогальванические явления. Контакт металла и полупроводника Элементы теории p-n перехода. Полупроводниковый диод, тран зистор. Внутренний фотоэффект Фотодиод и фототранзистор. Гетеропереходы. Сверхрешет ки.

Квантовые генераторы и усилители Балансные уравнения квантового генератора. Режим малых колебаний. Условие само возбуждения. Частота генерации. Выходная мощностью Система волновых уравнений кван тового генератора. Укороченные уравнения. Динамика квантового генератора. Основные ти пы генераторов и их технические характеристики. Полупроводниковый квантовый генера тор. Механизм инверсии населенности. Условия самовозбуждения и пороговый ток. Лазеры на гетеропереходах. Квантовые стандарты частоты.

Нелинейное взаимодействие полей с веществом.

Феноменологическое и модельное описание. Уравнения связанных волн. Генерация гармоник. Самофокусировка и обращение волнового фронта. Параметрическое усиление и параметрическая генерация. Оптическая бистабильность. Оптические процессоры и оптиче ские компьютеры.

4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ :

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием демострационных ма териалов и компьютерной проекционной техники.

Практические занятия проводятся с использованием ПК и математических пакетов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформле ние индивидуальных задач, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются индивидуальная беседа на практических занятиях по тематике индивидуальной задачи.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как определяется как оценка на экзамене В приложение к диплому вносится оценка за 3 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Квантовая радиофизика, Штыков В В, - М, Изд. Цент Академия,2009.

2. Основы квантовой электроники. Страховский Г.Н., – М. ВШ. 3. Сборник задач по радиофизике, Лобов Г.Д. 1994, изд. МЭИ.

б) дополнительная литература:

1. Тарасов Л. В.Введение в квантовую оптику: Учебное пособие. Изд. 2-е. — М.: Изда тельство ЛКИ, 2008.

2. Р. Пантел и Г. Путхоф. Основы квантовой электроники. М.: Мир, 1972.

3. Л. Солимар, Д Уолш. Лекции во электрическим свойствах материалов. М.: Мир, 1991.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Математические пакеты MathCAD, MathLab, платформы языков программирования Visual C++ и Visual Fortran.

б) другие:

а) Комплект прикладных программ, моделирующих работу квантового генератора.

б) Кинофильм “Лазеры и их применение”. Леннаучфильм, 1986 г.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабжен ной ПК и проетером.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовкии 210400 Радиотехника (квалификация «магистр»).

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

профессор Штыков В.В..

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ Замолодчиков В.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ОРТ Гречихин В.А.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) им. В.А. Котельникова _ Направление подготовки: 210400 Радиотехника Магистерская программа: Методы и устройства формирования сигналов Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ" Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному ИРЭ;

М 2.2. плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных еди 3 семестр – ницах:

— Лекции Практические занятия 54 часа 3 семестр — Лабораторные работы — Расчетные задания, рефераты Объем самостоятельной рабо 18 часов 3 семестр ты по учебному плану (всего) Экзамены 3 семестр — Курсовые проекты (работы) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение способов построения цифровых устройств и систем радиотехнического применения.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

самостоятельно обучаться новым методам исследования, к изменению научного и на учно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

понимать основные проблемы в области цифровой обработки и формирования сигна лов, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые зна ния и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6);

проектировать цифровые радиотехнические устройства, приборы, системы и комплек сы с учетом заданных требований (ПК-9);

выполнять моделирование систем цифровой обработки сигналов с целью анализа и оптимизации их параметров с использованием имеющихся средств исследований, включая стандартные пакеты прикладных программ (ПК-17);

разрабатывать и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач с использованием современных языков программи рования (ПК-18);

Задачами дисциплины являются:

познакомить учащихся с основными способами построения цифровых систем радио технического применения;

дать информацию о методах применения цифровых систем в радиотехнических сис темах;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последую щем проектировании устройств и систем в радиолокационных, радионавигационных и других радиотехнических комплексах.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к части по выбору студентов профессионального цикла М2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Радиолокационные и теле визионные системы» направления 210400 «Радиотехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: цикла бакалавриата: «Пакеты приклад ных программ схемотехнического и системотехнического моделирования» (Б2.2.07), «Циф ровые устройства и микропроцессоры» (Б3.1.11), «Цифровая и микропроцессорная техника»

(Б3.2.08), «САПР современных программируемых логических интегральных схем» (Б3.2.14), «Основы теории радиолокационных систем и комплексов» (Б3.2.21), «Основы построения спутниковых радионавигационных систем» (Б3.2.27) и дисциплинах цикла магистратуры:

«Теория и техника радиолокации и радионавигации» (Б2.1.03) и «Вычислительные устройст ва и системы» (Б2.2.01).

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации и при изучении дисциплины «Проектирование радиолокационных систем»

(Б2.2.17).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по цифровым системам радиотех нического применения (ОК-7, ПК-7);

место систем цифровой обработки сигналов в радиотехнических комплексах (ПК-16);

методы и средства реализации цифровых устройств и систем (ПК-9);

высокоэффективные алгоритмы цифровой обработки и формирования радиотехниче ских сигналов (ПК-4).

Уметь:

самостоятельно разбираться в методах выбора средств реализации цифровых систем и применять их для решения поставленной задачи (ПК-3);

использовать пакеты прикладных программ проектирования систем цифровой обработ ки сигналов (ПК-17);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать не обходимые технические решения при проектировании цифровых систем(ПК-7);

выбирать элементную базу для изготовления основных систем цифровой обработки сигналов (ПК-9);

анализировать информацию о новых алгоритмах и методах реализации цифровых уст ройств и систем (ПК-4).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-6);

терминологией в области систем цифровой обработки сигналов (ПК-3);

навыками анализа состояния научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК-7);

навыками самостоятельно осуществлять постановку задачи исследования, формирова ние плана его реализации, выбор методов исследования и обработку результатов (ПК 16);

навыками проектирования радиотехнические цифровые устройств, приборов, систем и комплексов с учетом заданных требований (ПК-9);

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

Виды учебной работы, Формы текущего Раздел дисциплины.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.