Учебная программа Дисциплины р6 «Основы теории антенн» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская программа «Электромагнитные волны в средах» icon

Учебная программа Дисциплины р6 «Основы теории антенн» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская программа «Электромагнитные волны в средах»


Смотрите также:
Учебная программа Дисциплины р5 «Акустические методы исследований в биологии и медицине» по...
Учебная программа Дисциплины р5 «Лазерная спектроскопия» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины р3 «Физика фемтосекундных лазеров» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины р2 «Основы дифракционного структурного анализа» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р1 «Основы полупроводниковой технологии» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины р6 «Сканирующая зондовая микроскопия» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины р2 «Методы оптимизации и оптимального управления» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р1 «Геофизика» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская...
Учебная программа Дисциплины 02 «Автоматизация измерений в квантовой электронике» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р3 «Высокочастотная релятивистская электроника» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р4 «Квантовая радиотехника» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины 08 «Физические основы полупроводниковых лазеров» по направлению...



Загрузка...
скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Радиофизический факультет

Кафедра распространения радиоволн и радиоастрономии


УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета


____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.


Учебная программа


Дисциплины М2.Р6 «Основы теории антенн»


по направлению 011800 «Радиофизика»


магистерская программа «Электромагнитные волны в средах»


Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Цель курса - сформировать у студентов представление о физических принципах излучения и приема электромагнитных волн антеннами различных типов.

Задачи дисциплины:

  • заложить теоретические основы для понимания физических принципов работы различных антенных устройств;

  • сформировать у слушателей представление о методах расчета и экспериментального исследования основных радиотехнических характеристик наиболее распространенных типов антенн.


2. ^ Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Основы теории антенн» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».


3. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

  • способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);

  • способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);

  • способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);

  • способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);

  • способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).


В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

  • основные закономерности излучения радиоволн различных частотных диапазонов;

  • основные радиотехнические характеристики антенн;

  • методы решения внутренней и внешней задач теории антенн;

  • методы измерения основных характеристик антенн;

уметь:

  • применять теоретические знания для анализа характеристик антенных устройств;

иметь навыки:

  • применения математического аппарата для решения задач об излучении электромагнитных волн различными источниками и задач расчета основных характеристики антенных устройств.

иметь представление:

  • о действующих и создаваемых антенных системах и их областях применения;

  • о современных высокоточных методах экспериментального исследования характеристик антенн.


4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.


Виды учебной работы

Всего часов

Семестры

^ Общая трудоемкость дисциплины

108

11

Аудиторные занятия

32

32

Лекции

32

32

Практические занятия (ПЗ)

0

0

Семинары (С)

0

0

Лабораторные работы (ЛР)

0

0

Другие виды аудиторных занятий

0

0

Самостоятельная работа

40

40

Курсовой проект (работа)

0

0

Расчетно-графическая работа

0

0

Реферат

0

0

Другие виды самостоятельной работы

0

0

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен (36)

экзамен (36)


5.^ Содержание дисциплины.

5.1 Разделы дисциплины и виды занятий.


№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ (или С)

ЛР

1.

Введение.

2







2.

Основы теории излучения электромагнитных волн.

4







3.

Вибраторные антенны.

5







4.

Линейные излучающие системы.

5







5.

Апертурные антенны.

4







6.

Зеркальные антенны.

5







7.

Методы измерения характеристик антенн.

7








5.2. Содержание разделов дисциплины.


  1. Введение.

    1. Краткая историческая справка. Типы антенн, используемых в современных системах радиосвязи и радиоастрономии.

    2. Принципы классификации антенных устройств. Внешняя и внутренняя задачи в теории антенн.




  1. Основы теории излучения электромагнитных волн.

    1. Уравнения Максвелла. Потенциалы электромагнитного поля. Электромагнитные поля заданных источников. Понятие дальней промежуточной и ближней зон. Электромагнитные поля системы токов в дальней зоне.

    2. Основные радиотехнические характеристики антенн: диаграмма направленности, коэффициент направленного действия, коэффициент усиления, эффективная площадь, шумовая температура, сопротивление излучения, полоса частот

    3. Элементарные излучатели и их основные характеристики: электрический и магнитный диполи Герца, элементарная электрическая рамка, элемент Гюйгенса, элементарный турникетный излучатель.




  1. ^ Вибраторные антенны.

    1. Тонкий электрический вибратор. Постановка задачи и вывод интегрального уравнения Галлена. Приближенные методы решения интегрального уравнения Галлена. Распределение тока и заряда вдоль вибратора.

    2. Характеристики симметричного вибратора в режиме излучения (диаграмма направленности, излучаемая мощность, сопротивление излучения, коэффициент направленного действия).

    3. Численные методы решения интегрального уравнения Галлена.

    4. Электромагнитное поле вблизи вибратора. Метод наводимых ЭДС.

    5. Поле излучения пары симметричных вибраторов. Теорема перемножения.

    6. Диаграммы направленности систем из двух вибраторов. Собственные и взаимные импедансы вибраторов




  1. Линейные излучающие системы.

    1. Поле излучения непрерывных и дискретных линейных антенн.

    2. Идеальный линейный излучатель. Режимы излучения и основные характеристики (диаграмма направленности, коэффициент направленного действия).

    3. Влияние неравномерности амплитудного распределения на характеристики линейного излучателя.

    4. Влияние детерминированных фазовых искажений на параметры линейной антенны (линейные, квадратичные и кубичные фазовые искажения).

    5. Характеристики направленности равномерной линейной антенной решетки.




  1. Апертурные антенны.

    1. Плоские излучающие раскрывы. Связь диаграммы направленности и распределения поля в раскрыве (апертуре) антенны.

    2. Характеристики направленности плоских прямоугольных и круглых синфазных раскрывов. Метод эквивалентного линейного излучателя в анализе характеристик плоского раскрыва.

    3. Рупорные антенны. Излучение электромагнитных волн из открытого конца прямоугольного волновода.

    4. Электромагнитное поле Е–секториальных, H–секториальных и пирамидальных рупоров.




  1. Зеркальные антенны.

    1. Основные типы зеркальных антенн.

    2. Зеркальные параболические антенны. Основные параметры и типы конструкций.

    3. Апертурный и токовый методы расчета полей зеркальных антенн.

    4. Распределение тока на поверхности параболического зеркала. Распределение поля в апертуре зеркальной антенны.

    5. Факторы, влияющие на усиление зеркальной антенны.

    6. Параметры крупнейших зеркальных антенн, используемых в космической связи и радиоастрономии.




  1. Методы измерения характеристик антенн.

    1. Сравнительный анализ возможностей и областей применения методов измерений в дальней, промежуточной и ближней зонах антенны.

    2. Методы измерения в дальней зоне. Особенности применения метода вышки. Схемы измерения амплитудных и фазовых диаграмм направленности. Способы измерения коэффициента усиления антенн.

    3. Радиоастрономические методы антенных измерений. Методики измерений диаграммы направленности по мощности, коэффициента усиления, шумовой температуры. Возможности корреляционного радиоастрономического способа. Радиоголографический метод измерения характеристик зеркальных антенн.

    4. Методы и схемы измерений в ближней зоне. Основные соотношения, используемые при обработке результатов.

    5. Специальные методы измерений, направленные на повышение точности определения характеристик антенн.


6. Лабораторный практикум

Не предусмотрен.


7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1 Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. М.: Энергия, 1975. —528с..

2. Фельд Я.Н., Бененсон Л.С. Основы теории антенн. 2-изд., М., Дрофа, 2007г., 491с

3. Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И., Цейтлин Н.М., Щеглов К.С. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. /Под ред. Н.М.Цейтлина. – М. Радио и связь, 1985.–368c.


б) дополнительная литература:

1. Антенны сантиметровых волн: Перевод с англ. под ред. Я.Н.Фельда. В 2-х ч. М.: Сов радио, 1950, 320с/ 258с.

2. Есепкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. –М.: Наука, 1973. –416с.

3. Справочник по антенной технике: Справ. Т.1. Под. ред. Я.Н.Фельда, Е.Г.Зелкина. – М.: ИПРЖР, 1997. 256с.


8. Вопросы для контроля

  1. Ближняя, промежуточная и дальняя зона антенны. Основные свойства поля в дальней зоне.

  2. Основные радиотехнические характеристики антенн.

  3. Основные характеристик (ДН, сопротивление излучения, КНД) элементарных излучателей – электрического и магнитного диполей, электрической рамки, элемента Гюйгенса.

  4. Тонкий электрический вибратор. Интегральное уравнение Галена и его решение в первом приближении.

  5. Характеристики тонкого электрического вибратора (распределения тока и заряда, ДН, КНД, сопротивление излучения).

  6. Численные методы решения уравнения Галена.

  7. Поле в дальней зоне системы из двух вибраторов. Теорема перемножения.

  8. Режимы излучения и характеристики (ДН, КНД) идеального линейного излучателя.

  9. Влияние неравномерности амплитудного распределения и фазовых искажений на характеристики линейной антенны.

  10. Характеристики направленности равномерной линейной антенной решетки.

  11. Характеристики направленности плоского синфазного раскрыва (прямоугольного и круглого).

  12. Характеристики направленности рупорных антенн.

  13. Основные типы зеркальных антенн, их конструкции и принципы действия.

  14. Методы расчета характеристик зеркальных антенн. Связь поля в апертуре и ДН.

  15. Основные методы антенных измерений, их возможности и области применения.

  16. Методы измерения КУ антенн.

  17. Радиоастрономические методы антенных измерений.

  18. Методы измерения характеристик антенн в ближней зоне.


9. Критерии оценок


Превосходно

Превосходная подготовка с очень незначительными погрешностями

Отлично

Подготовка, уровень которой существенно выше среднего с некоторыми ошибками

Очень хорошо

В целом хорошая подготовка с рядом заметных ошибок.

Хорошо

Хорошая подготовка, но со значительными ошибками

Удовлетворительно

Подготовка, удовлетворяющая минимальным требованиям.

Неудовлетворительно

Необходима дополнительная подготовка для успешного прохождения испытаний

Плохо

Подготовка совершенно недостаточная


10. ^ Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Не предусмотрена.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».


Автор программы_________________ Калинин А.В.


Программа рассмотрена на заседании кафедры 30 марта 2011 г. протокол № 5


Заведующий кафедрой ___________________ Гавриленко В.Г.


Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10


Председатель методической комиссии _________________ Мануилов В.Н.




Скачать 112.69 Kb.
оставить комментарий
Дата06.08.2012
Размер112.69 Kb.
ТипПрограмма дисциплины, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх