Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций

Аспирантура 2020/2021

Статус: Курс обязательный

Направление: 11.06.01. Электроника, радиотехника и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1 семестр

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Кечиев Леонид Николаевич, Крючков Николай Михайлович

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Задачами курса «Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» является изучение современных радиотехнических систем и телекоммуникационных технологий. Основные задачи дисциплины состоят в изучении следующих разделов: • основные свойства различных диапазонов частот, определяющие перспективы раз-вития радиоэлектроники и телекоммуникаций; • волоконно - оптические линии связи в телекоммуникационных системах; • перспективы развития электроники; • микрополосковые линии связи; • наноэлектроника и перспективы её развития; • космическая и спутниковая связь; • структура сети телевизионного вещания; • общие вопросы передающих линий; • свойства периодических замедляющих систем и области их применения; • развитие методов генерирования и усиления микроволновых колебаний. Текущий контроль знаний по дисциплине «Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций» осуществляется путём оценки усвоения материала при выполнении домашнего задания и реферата. Оценивается качество представленного материала. Итоговый контроль знаний осуществляется в форме устного экзамена по билетам.

Цель освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины «Современные проблемы радиоэлектроники и теле-коммуникаций» является углубление аспирантами знаний о свойствах различных диапазонов частот определяющие перспективы развития радиоэлектроники и телекоммуникаций.

Планируемые результаты обучения

Знать: структуру оптического волокна и устройство световода; разновидности оптических волокон; режимы прохождения луча; диапазон рабочих частот; пропускную способность; зависимость поглощения света в волокне от длины волны; светодиоды и инжекционные лазерные диоды; источники и приёмники излучения; оптические соединители; области применения.
Уметь: применять основные положения волоконно-оптических линий связи в практических исследованиях.
Владеть: методами анализа волоконно-оптических линий связи.
Знать: основные этапы развития электроники и микро-электроники; аналоговые, цифровые и комбинированные электронные устройства; основные задачи, решаемые радиотехническими системами; радиосигнал, как носитель информации в радиотехнических системах.
Уметь: решать задачи в области радиотехнических систем.
Владеть: методами расчёта радиотехнических систем.
Знать: основные свойства частотных диапазонов, которые используются в системах связи и радиоэлектронике.
Уметь: определять свойства различных диапазонов частот, которые используются в области радиоэлектроники.
Владеть: навыками работы с научно-технической информацией о свойствах различных диапазонов частот.
Знать: решение волнового уравнения; поперечные и продольное волновые числа; критическая частота. дисперсия в передающих линиях; виды дисперсии; фазовая и групповая скорость в передающих линиях; длина волны в передающих дисперсных линиях; классификация передающих линий.
Уметь: решать волнового уравнение; определять критическую частоту; определять виды дисперсии; рассчитывать фазовую и групповую скорость в передающих линиях; определять длину волны в передающих дисперсных линиях.
Владеть: методами расчета и измерения параметров дисперсных передающих линий.
Знать: особенности структуры электромагнитных по-лей и волн, распространяющихся в различных конструкциях замедляющих систем и области их применения
Уметь: выполнять аналитические расчёты и компьютерное моделирование электромагнитных полей в замедляющих системах для различных технических задач.
Владеть: методами измерений параметров замедляющих систем с использованием современного метрологического оборудования.
Знать: особенности структуры электромагнитных по-лей и волн в микрополосковых линиях передач; области применения микрополосковых линий передач, их преимущества и недостатки; потери в микрополосковых линиях передач.
Уметь: выполнять аналитические расчеты и компьютерное моделирование электромагнитных полей в микрополосковых линиях передач для различных технических задач.
Владеть: методами измерений параметров микрополосковых линий передач с использованием современного метрологического оборудования.
Знать: основные проблемы наноэлектроники и перспективы её развития; основные задачи на-ноэлектроники; принцип действия атомно-силового микроскопа и др.; основные физические принципы (туннелирование, зонная инженерия).
Уметь: использовать основные физические принципы наноэлектроники для различных технических задач.
Владеть: методами исследования основных элементов на-ноэлектроники с использованием современного метрологического оборудования.
Знать: структуру пере-дающей сети телевизионного вещания; принципы построения кабельного телевидения; цифровое телевидение; спутниковое телевидение и трёхмерное (объёмное) телевидение.
Уметь: использовать полученные знания в области цифро-вой и аналоговой электроники для различных технических задач.
Владеть: знаниями в области структуры передающей сети телевизионного вещания.
Знать: диапазоны частот для спутниковой связи и основные направления развития спутниковой связи.
Уметь: анализировать свойства диапазонов частот для спутниковой связи и определять перспективы развития спутниковой связи.
Владеть: методами анализа свойств различных диапазонов частот, используемых для спутниковой связи.
Знать: Развитие методов генерирования и усиления микро-волновых колебаний. Принципы построения микроволновых генераторов и усилителей.
Уметь: выполнять аналитические расчёты для отбора энергии от электронного потока с по-мощью резонансных и нерезонансных колебательных систем для различных технических задач.
Владеть: методами генерирования и усиления микроволновых колебаний, а также принципами построения микроволновых генераторов и усилителей.

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1. Волоконно-оптические линии связи.
Одномодовые и многомодовые волокна. Структура оптического волокна и устройство световода. Разновидности оптических волокон. Режимы прохождения луча. Диапазон рабочих частот. Пропускная способность. Зависимость поглощения света в волокне от длины волны. Светодиоды и инжекционные лазерные диоды. Источники и приёмники излучения. Оптические соединители. Достоинства и недостатки. Области применения.
Раздел 2. Перспективы развития электроники и микроэлектроники.
Основные этапы их развития. Аналоговые, цифровые и комбинированные электронные устройства. Основные задачи, решаемые радиотехническими системами. Радиосигнал, как носитель информации в радиотехнических системах.
Раздел 3. Основные свойства частотных диапазонов.
Основные свойства частотных диапазонов, которые используются в системах связи и радиоэлектронике.
Раздел 4. Общие вопросы передающих линий передач.
Решение волнового уравнения. Поперечные и продольное волновые числа. Критическая частота. Дисперсия в передающих линиях. Виды дисперсии. Фазовая и групповая скорость в передающих линиях. Длина волны в передающих дисперсных линиях. Классификация передающих линий.
Раздел 5. Замедляющие системы.
Периодические замедляющие системы. Характеристики и параметры замедляющих систем. Пространственные гармоники. Области применения замедляющих систем.
Раздел 6. Микро-полосковые линии передач.
Области применения. Конструкции микро-полосковых линий пере-дач. Дисперсия. Критическая длина волны. Виды микрополосковых линий передач. Потери. Достоинства и недостатки.
Раздел 7. Наноэлектроника и перспективы её развития.
Основные задачи наноэлектроники. Нанотрубка, графен, атомно-силовой микро-скоп и др. Физические принципы (туннелирование, зонная инженерия).
Раздел 8. Цифровая и аналоговая электроника.
Структура передающей сети телевизионного вещания. Принципы по-строения кабельного телевидения. Цифровое телевидение. Спутниковое телевидение. Трёхмерное (объёмное) телевидение
Раздел 9. Космическая и спутниковая связь.
Диапазоны частот для спутниковой связи. Основные направления развития спутниковой связи.
Раздел 10. Развитие методов генерирования и усиления микро-волновых колебаний.
Уравнения Максвелла с учётом движения электронов. Уравнение движения. Уравнение непрерывности. Уравнение на-ведённого тока. Форма импульсного наведённого тока. Отбор энергии от одиночного электрона. Отбор энергии от модулированного электронно-го потока. Применение резонансных колебательных систем для отбора энергии от электронов. Отбор энергии от электронного потока с помощью нерезонансных колебательных систем. Принципы построения микроволновых генераторов и усилителей.

Элементы контроля

домашнее задание
реферат
экзамен
В ходе освоения дисциплины формируются следующие компетенции: ОПК-8, ОПК-9, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6
Самостоятельная работа

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (I семестр)
0.25 * домашнее задание + 0.25 * реферат + 0.5 * экзамен

Программа дисциплины

Программа дисциплины

Программа дисциплины

Аннотация

Цель освоения дисциплины

Планируемые результаты обучения

Содержание учебной дисциплины

Элементы контроля

Промежуточная аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

Рекомендуемая дополнительная литература