Geum.ru

Вопросы для вступительного экзамена в магистратуру по дисциплине «радиофизика»

Вид материалаДокументы

Содержание


Вопросы для вступительного экзамена в магистратуру
Подобный материал:
ВОПРОСЫ ДЛЯ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ

по дисциплине «РАДИОФИЗИКА»


1. Явление магнитного резонанса. Метод магнитного резонанса на молекулярных и атомных пучках.

2. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) в конденсированных средах – макроскопическая теория и методы наблюдения. Спектрометры ЯМР.

3. Ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР). Структурная схема ЯКР спектрометра. Метод регистрации сигналов ЯКР.

4. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ферромагнитный резонанс (ФМР) – особенности явлений и методы их наблюдения.

5. Принцип действия квантового усилителя. Инверсия населенности уровней рабочего перехода - методы создания и описание эволюции. Особенности работы усилителя в линейном и нелинейном режиме.

6. Принцип действия квантового генератора. Условия самовозбуждения и мощность незатухающих колебаний. Режим малых колебаний и стационарный режим. Укороченные уравнения квантового генератора.

7. Переходные процессы в квантовом генераторе. Динамика одномодового квантового генератора. Многомодовый режим. Синхронизация мод.

8. Газовые квантовые генераторы и усилители - конструкции, характеристики, и применение. Квантовые стандарты частоты и времени.

9. Квантовые парамагнитные усилители и твердотельные лазеры - конструкции, характеристики, и применение.

10. Полупроводниковые квантовые генераторы, жидкостные лазеры, и квантовые генераторы на свободных электронах - конструкции, характеристики, и применение.

11. Светоизлучающие и лазерные диоды, полупроводниковые фотоприемники – принцип действия, конструкции, характеристики и применение.

12. Конструкции и применение оптических волноводов. Геометрический и колебательный подход к волноводам. Оптическое ограничение. Дисперсия и поглощение волн. Взаимодействие волновых мод.

13. Нелинейные эффекты при распространении электромагнитной волны в среде (изменение показателя преломления среды, эффект Керра, самофокусиовка пучка).

14. Нелинейные эффекты при распространении электромагнитной волны в среде (генерация гармоник и многофотонные процессы, электрооптический эффект, параметрическое усиление связанных волн).

15. Элементы и приборы наноэлектроники. Квантовые компьютеры и вычисления.

16. Статистика случайных процессов в линейной системе. Установление шумовых колебаний. Распределение вероятностей на выходе системы.

17. Параметрическое усиление и преобразование частоты в двухконтурном усилителе. Влияние шума на устойчивость работы усилителя.

18. Флуктуации и шумы в автоколебательных системах. Статистика амплитуды и фазы колебаний в томсоновском генераторе.

19. Случайные волны. Корреляционная функция случайного поля. Распространение, интерференция, дифракция, и рассеяние случайных волн.

20. Информационные характеристики источников и каналов. Формула Шеннона для пропускной способности непрерывного канала.

21. Методы кодирования дискретных и непрерывных источников информации.

22. Сравнительная характеристика методов помехоустойчивого (канального) кодирования.

23. Кодирование и сжатие данных в компьютерных сетях.

24. Теорема отсчетов Котельникова и ее применение для восстановления непрерывных сигналов по отсчетам.

25. Гармонический анализ непрерывных периодических и непериодических сигналов. Соотношение между длительностью сигнала и шириной его спектра.

26. Энергетические спектры непрерывных и дискретных сигналов. Принципы корреляционного анализа сигналов.

27. Классический и операторный методы анализа переходных процессов в линейных системах.

28. Принцип наложения и его применение для анализа переходных процессов с использованием переходной и импульсной характеристик линейной системы.

29. Линейные системы с обратной связью, их классификация и применение. Передаточная функция цепи с обратной связью. Влияние обратной связи на характеристики цепи и передачу сигналов.

30. Устойчивость линейных систем. Общий критерий устойчивости системы, критерии устойчивости Рауса-Гурвица.и Найквиста.

31. Частотно-избирательные цепи при широкополосных и узкополосных входных воздействиях.

32. Метод эквивалентного генератора и его применение для расчета линейных цепей.

33. Линейные системы с распределенными параметрами. Телеграфные уравнения для длинной линии и их интегрирование. Параметры и режимы работы длинных линий. Резонансные свойства отрезков длинных линий, их применение.

34. Структурная схема цифровой обработки сигналов. Z - преобразование и его свойства. Линейные дискретные цепи и их применение для преобразования дискретных последовательностей.

35. Цифровые фильтры, их классификация, применение и структурные схемы. Рекурсивные и нерекурсивные фильтры. Применение метода Z -преобразования к цифровым фильтрам.

36. Параметры четырехполюсников. Каскадное соединение четырехполюсников. Расчет передаточных функций линейных фильтров и усилителей на основе теории четырехполюсников.

37. Методы спектрального анализа сигналов в нелинейных цепях - характеристика и применение.

38. Модуляция и детектирование как нелинейное преобразование сигналов. Построение модуляторов и детекторов.

39. Ограничение амплитуды, нелинейное усиление, умножение и деление частоты как нелинейное преобразование сигналов. Способы их реализации.

40. Баланс мощностей в многоконтурных параметрических системах – уравнения Мэнли-Роу.

41. Методы анализа автоколебательных систем. Дифференциальное уравнение генератора гармонических колебаний. Мягкий и жесткий режим возбуждения колебаний. Анализ стационарного и переходного режимов работы генератора.

42. Импульсные генераторы. Уравнение Ван-дер-Поля и анализ его решения для релаксационных колебаний. Генератор на туннельном диоде и мультивибратор.

43. Особенности неавтономных нелинейных систем. Резонанс в нелинейном колебательном контуре. Регенерация и сверхрегенерация. Синхронизация автоколебаний.

44. Микропроцессоры семейства x86 - особенности, классификация и применение, системная архитектура (регистры, адресация, многозадачность, вызов системных процедур).

45. Основы программирования микропроцессоров, ассемблер (программирование x86, программирование адаптеров).

46. Передача электромагнитных волн по линиям СВЧ. Волновое уравнение и его решение. Дисперсия в линиях СВЧ. Фазовая и групповая скорость, длина волны. Типы волн, распространяющихся в линиях СВЧ.

47. Резонаторы СВЧ – их назначение и классификация. Общее решение задачи о колебаниях полого резонатора. Добротность и проводимость резонатора.

Методы измерения характеристик резонаторов.

48. Лампы бегущей и обратной волны – принцип действия, конструкции и применение.

49. Генераторы СВЧ (магнетрон, клистрон, и диод Ганна) – принципы действия, конструкции, и применение.

50. Структурная схема линии радиосвязи. Классификация радиоволн и основные механизмы их распространения.

51. Электромагнитное поле и диаграмма направленности излучения одиночного вибратора и линейной системы вибраторов.

52. Устройства транзисторно-транзисторной логики – классификация, назначение и схемная реализация.


Рассмотрены на заседании кафедры радиофизики и утверждены на заседании учебно-методического Совета физико-технического факультета:

Протокол № 3 от 15 апреля 2011 г.


Декан физико-технического

факультета, профессор Иванов А.И.


ВОПРОСЫ ДЛЯ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ

по дисциплине: «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В СРЕДАХ»


1. Уравнения Максвелла. Граничные условия. Материальные уравнения. Энергетические соотношения.

2. Уравнения поля и энергетические соотношения для монохроматических процессов. Комплексная теорема Умова-Пойнтинга.

3. Постановка внешней и внутренней задач электродинамики. Теоремы единственности их решения. Принцип излучения. Принцип предельной амплитуды.

4. Потенциалы электромагнитного поля. Уравнение Гельмгольца и его решение методом функций Грина для свободного пространства.

5. Законы отражения и преломления электромагнитных волн. Влияние вида поляризации на амплитуду и фазу отраженной и преломленной волн.

6. Принцип перестановочной двойственности. Понятие магнитного тока и магнитного диполя. Принцип поляризационной двойственности.

7. Лемма Лоренца. Теорема взаимности. Теорема об эквивалентных токах.

8. Прямоугольный волновод. Граничные частоты и конфигурация поля для ТЕ и ТМ-типов волн, токи на стенках.

9. Круглый волновод. Граничные частоты и конфигурация поля для ТЕ и ТМ-типов волн, токи на стенках. Вырождение волн.

10. Коаксиальный волновод. Конфигурация поля для Т волн, токи в стенках.

11. Приближенные граничные условия Леонтовича. Скин-эффект.

12. Влияние конечной проводимости стенок волновода на затухание поля. Расчет коэффициента затухания волны основного типа в прямоугольном волноводе.

13. Возбуждение волн в волноводах и передача энергии по ним. Принципы выбора типа волны, формы и размеров сечения волновода.

14. Постановка и решение задачи о свободных колебаниях поля в прямоугольном резонаторе. Влияние конечной проводимости стенок на свободные колебания резонатора.

15. Медленные волны. Замедление диэлектрической пластиной. Поверхностные волны. Коэффициент замедления. Полосковые линии.

16. Понятие об области пространства, существенной для распространения волн. Зоны Френеля. Оценка формы и размеров существенной области.

17. Постановка задачи о дифракция радиоволн вдоль земной поверхности. Дифракционная формула Фока. Закономерности формирования поля земной волны в зонах «тени» и «полутени».

18. Расчет поля земной волны в «освещенной» зоне на основе отражательной трактовки влияния Земли для высоко поднятых антенн.

19. Расчет поля земной волны в зоне приближения «плоской» Земли для низко поднятых антенн. Формула Шулейкина-ван дер Поля.

20. Интерференционная структура поля земной волны в «освещенной» зоне. Формула Введенского.

21. Электрические свойства земной поверхности. Распространение радиоволн над неоднородной и негладкой поверхностью Земли.

22. Распространение длинных радиоволн в волноводе «поверхность Земли – ионосфера». Методы описания волноводного распространения.

23. Распространение средних радиоволн в атмосфере и ионосфере. Дифракционная и ионосферная компоненты поля.

24. Нелинейные эффекты при ионосферном распространении средних радиоволн – перекрестная модуляция и самовоздействие волн.

25. Рефракция коротких и ультракоротких радиоволн в атмосфере. Расчет лучевых траекторий и их радиуса кривизны для сферически слоистой модели атмосферы.

26. Стандартная модель тропосферы, эквивалентный радиус Земли и типовые виды рефракции радиоволн в тропосфере.

27. Рассеяние коротких и ультракоротких радиоволн в тропосфере. Замирание сигналов при тропосферном распространении.

28. Электромагнитное излучение Солнца. Образование и структура ионосферы. Дисперсионная формула ионосферы и высотно-частотные характеристики.

29. Лучевые траектории и поглощение коротких и ультракоротких радиоволн в ионосфере. Влияние магнитного поля Земли на условия распространения.

30. Поляризация радиоволн в ионосфере. Формула Эпплтона-Хартри.

31. Радиомониторинг атмосферы, ионосферы и околоземного космического пространства. Методы наблюдений и регистрации радиоизлучения космических источников.

32. Поле излучения электрических токов в ближней, промежуточной и дальней зоне. Структура поля и мощность излучения в дальней зоне.

33. Электрические параметры передающих и приемных антенн. Принцип взаимности в применении к антеннам.

34. Мощность, отдаваемая приемной антенной приемнику.

35. Формулы идеальной радиопередачи. Понятие о множителе ослабления.

36. Поле излучения и диаграмма направленности симметричного вибратора. Влияние экрана на поле излучения вибратора.

37. Антенные решетки, их виды и применение. Теорема перемножения диаграмм направленности.

38. Конструкции, характеристики направленности и применение антенны типа «волновой канал» и логопериодической антенны.

39. Конструкции, характеристики направленности и применение зеркальных и рупорных антенн.

40. Понятие о системе связи, линии радиосвязи (радиолинии) и трассе (тракте) распространения радиоволн. Разновидности радиолиний.

    41. Радиорелейные и спутниковые системы связи – состав, принципы построения. Приемо-передающая аппаратура. Помехи и искажения в системах связи.

    42. Основные принципы и методы радиолокации. Классификация и назначение радиолокационных систем.

43. Спектр радиоимпульса, последовательности радиоимпульсов. Отношение сигнал/шум в максимуме спектра радиоимпульса.

44. Корреляционный анализ сигналов. Отношение сигнал/шум в максимуме корреляционной функции.

45. Сигналы с внутриимпульсной модуляцией. Корреляционная функция ЛЧМ – сигнала, коды Баркера.

46. Основные положения теории оптимального приема. Функция потерь, средний риск, апостериорный риск, функция риска. Функция правдоподобия.

47. Задача обнаружения сигнала и ее решение. Критерий идеального наблюдателя и критерий Неймана-Пирсона.

48. Задача оценки параметров сигнала и ее решение. Оптимальный приемник, дисперсия Рао-Крамера.

49. Оптимальная оценка амплитуды, частоты, фазы и времени приема радиоимпульса. Дисперсии оценок параметров радиоимпульсов.

50. Задача различения сигналов и ее решение. Различение сигналов при амплитудной, частотной и фазовой модуляции.

51. Решение задачи разрешения подобных сигналов методом максимального правдоподобия. Оценка дисперсии параметров сигналов.

    52. Разрешающая способность по дальности в системах радиолокации. Способы оценки и методы повышения разрешающей способности.








Рассмотрены на заседании кафедры радиофизики и утверждены на заседании учебно-методического Совета физико-технического факультета:

Протокол № 3 от 15 апреля 2011 г.


Декан физико-технического

факультета, профессор Иванов А.И.