Электромагнитные поля и волны в современных телекоммуникациях

Бакалавриат 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Инфокоммуникационные технологии и системы связи)

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

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

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Закирова Эльмира Алексеевна

Язык: русский

Кредиты: 4

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

на формирование высокой профессиональной культуры разработчика, конструктора, технолога и организатора проектирования и производства (управленца). Дисциплина «Электромагнитные поля и волны в современных телекоммуникациях» используется для выполнения выпускных квалификационных работ и в дальнейшей трудовой, научно-исследовательской деятельности. Настоящая дисциплина относится к циклу профессиональных дисциплин и блоку дисциплин, обеспечивающих подготовку бакалавра. Изучение данной дисциплины базируется на теоретических курсах физики и математики. Основные положения дисциплины «Электромагнитные поля и волны в современных телекоммуникациях» используется в дальнейшем при выполнении проектных работ, междисциплинарных курсовых работ, а также при подготовке выпускных квалификационных работ бакалавра. Целью освоения дисциплины «Электромагнитные поля и волны в современных телекоммуникациях» является обучение студентов основам электродинамики, общей теории распространения электромагнитных волн в различных средах и на границах их раз-дела, общим свойствам распространения электромагнитных волн в направляющих элек-тродинамических системах (волноводных и замедляющих систем). В результате освоения дисциплины студент должен знать место и роль современной электродинамики в развитии передовых отраслей науки и техники, современных телекоммуникациях, а также тенденции и перспективы применения электродинамики и сверхвысокочастотных передающих линий в смежных областях науки и техники, современных телекоммуникациях. Критерии оценки работы на семинарских занятиях: знание материала, умение излагать материал, умение решать задачи, умение дополнять ответы, умение задавать существенные вопросы и формулировать проблему, умение готовить и презентовать доклады, посещаемость. Критерии оценки ответа на экзамене: наличие сданного вовремя домашней работы, знание материала (суть, основные теории, подходы, методы, устройства, технологии), умение выделить существенное, умение логически и

Цель освоения дисциплины

1. Целью освоения дисциплины «Электромагнитные поля и волны в современных телекоммуникациях» является обучение студентов основам электродинамики, общей теории распространения электромагнитных волн в различных средах и на границах их раз-дела, общим свойствам распространения электромагнитных волн в направляющих электродинамических системах (резонаторных, волноводных и замедляющих систем). 2. В результате освоения дисциплины «Электромагнитные поля и волны в современных телекоммуникациях» студент приобретает следующие компетенции: • Способен учиться, приобретать новые знания, умения, в том числе в обла-сти, отличной от профессиональной; • Способен выявлять научную сущность проблем в профессиональной области; • Способен к поиску, сбору, анализу и систематизации отечественной и зарубежной научно-технической информации по тематике исследований в области ИКТСС на русском и иностранном языке; • Способен выбирать и применять стандартные пакеты компьютерного моделирования и оригинальные программы для моделирования процессов и устройств инфо-коммуникационной техники и технологий; • Способен выполнять экспериментальные исследования объектов професси-ональной деятельности в области ИКТСС по заданным методикам и обрабатывать результаты исследований с применением современных информационных технологий и технических средств; • Способен анализировать и систематизировать результаты экспериментальных и научных исследований и делать обоснованные выводы при установлении данных для решения задач проектирования технологий и изделий инфокоммуникационной техники.

Планируемые результаты обучения

Знать: особенности излучения и дифракции электромагнитных волн в различных электродинамических системах.
Знать: особенности структуры электромагнитных полей и волн в основных типах полых резонаторов, методы расчета их характеристик.
Уметь: выполнять аналитические расчеты и компьютерное моделирование дифракционных процессов для различных технических задач.
Уметь: выполнять аналитические расчеты и компьютерное моделирование согласующих высокочастотных устройств для различных технических задач.
Владеть: методами измерений параметров дифракционных устройств с использованием современного метрологического оборудования.
Владеть: методами измерений параметров замедляющих систем с использованием современного метрологического оборудования
Владеть: методами измерений параметров полых резонаторов с использованием современного метро-логического оборудования.
Владеть: методами измерений параметров сложных СВЧ цепей с использованием современного метро-логического оборудования.
Владеть: методами измерений параметров согласующих устройств с использованием современного метрологического оборудования
Владеть: методами измерений параметров элементов волноводной техники с использованием современного метрологического оборудования
Владеть: методами решения уравнений Максвелла с учётом граничных условий для различных типов полей.
Владеть:методами измерений неоднородностей в волноводах с использованием современного метро-логического оборудования.
Владеть:методами измерений параметров волноводных систем с использованием современного метрологического оборудования.
Владеть:методами расчёта переменного электромагнитного поля с использованием электродинамических потенциалов.
Владеть:навыками работы с научно-технической информацией.
Знать: матричные методы анализа и синтеза сложных СВЧ цепей.
Знать: место и роль современной технической электродинамики и антенных систем в развитии передовых отраслей науки и техники, современные типы сверхвысокочастотных линий передач.
Знать: методы согласования электродинамических систем с внеш-ними подводящими высокочастотными линиями передач и особенности их применения
Знать: основные законы магнитно-го поля. Векторный и скалярный потенциал магнитного поля. Переменное электромагнитное поле и электродинамические потенциалы.
Знать: основные законы электро-динамики в интегральной, дифференциальной и комплексной форме
Знать: особенности структ-ры электромагнитных полей и волн, распространяющихся в раз-личных конструкциях замедляющих систем.
Знать: особенности структуры электромагнитных полей и волн, распространяющихся в волноводах прямоугольного и кругло-го сечения.
Знать: элементы волноводной техники и области их применения.
Знать:метод эквивалентных схем для анализа неоднородностей в волноводах и особенности его применения.
Уметь: выполнять аналитические расчеты и компьютерное моделирование электродинамических систем матричными методами для различных технических задач.

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1.Основные законы электромагнитного поля в интегральной, дифференциальной и комплексной формах. Граничные условия для векторов электромагнитного поля на границе раздела двух сред. Электромагнитное поле в поляризующейся среде. Электростатическое поле. Электрическое поле в проводящей среде. Поле в несовершенных диэлектриках.
Раздел 2. Магнитное поле. Векторный и скалярный потенциалы магнитного поля. Переменное электромагнитное поле. Электродинамические потенциалы. Переменное электромагнитное поле в проводящей среде. Переменное поле в идеальном диэлектрике. Электромагнитное поле идеального излучателя.
Раздел 3. Общие вопросы передающих линий. Классификация типов волн, распространяющихся по передающим линиям.
Раздел .4. Распространение электромагнитных волн в прямоугольном и круг-лом волноводах.
Раздел 5.Замедляющие системы. Основные конструкции замедляющих си-стем и методы их расчета.
Раздел 6. Полые резонаторы и методы расчета их характеристик. Основные типы резонаторов и области их применения.
Раздел 7.Метод эквивалентных схем для анализа неоднородностей в волноводах.
Раздел 8.Коэффициент отражения и свойства стоячих волн. Методы согласования электродинамических систем с внешними подводящими высокочастотными линиями передач.
Раздел 9. Дифракция и излучение электромагнитных волн. Антенны СВЧ. Технические характеристики антенн.
Раздел 10.Методы анализа сложных СВЧ цепей. Области применения матриц при анализе и синтезе СВЧ цепей.
Раздел 11.Элементы волноводной техники и области их применения.

Элементы контроля

Активность
Экзамен 2
Коллоквиум 2

Промежуточная аттестация

2024/2025 1st module
1 * Активность
2024/2025 2nd module
0.2 * Активность + 0.4 * Коллоквиум 2 + 0.4 * Экзамен 2

Список литературы

Авторы

Закирова Эльмира Алексеевна

Программа дисциплины