Учебно-методический комплекс образовательных программ профессиональной переподготовки и повышения квалификации Издательство мгту им Н. Э. Баумана Федеральная целевая программа развития образования на 2006-2010 годы

Вид материалаУчебно-методический комплекс
Наглядные материалы и пособия
1. Учебный план по программе повышения квалификации
Методические указания и рекомендации к учебному плану
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

Наглядные материалы и пособия

  1. Компьютерные презентации. ГИС-проекты. Видио-фильмы с трехмерным моделированием.



Б. Учебно-методический комплект по образовательной программе повышения квалификации

«Системы космической связи и навигации»


Учебно-методический комплект разработан с учетом ГОС ВПО 201600 «Радиоэлектронные системы» а также в соответствии с требованиями к содержанию дополнительных профессиональных образовательных программ и включает следующие документы: учебный план, методические указания и рекомендации к учебному плану; квалификационные требования; учебно-тематический план; учебные программы по дисциплинам.


1. Учебный план по программе повышения квалификации


Учебный план

«Системы космической связи и навигации»


Цель

Целью повышения квалификации является обновление теоретических и практических знаний специалистов в связи с повышением требований к уровню квалификации и необходимостью освоения современных методов решения профессиональных задач

Категория слушателей

Специалисты, не имеющие опыта работы в области систем космической связи и навигации

Срок обучения:

72 час, 2 недель, 0,5 мес

Форма занятий:

С отрывом от работы

Режим занятий:

6 дней в неделю по 6 час в день

Минимальный уровень образования принимаемых на обучение:


высшее профессиональное

Уровень получаемого образования:

дополнительное, повышение квалификации






п/п

Наименование дисциплин

Всего

часов

Из них:

Форма

контроля


лекции

Практич. занятия

Самостоятельная работа

1

Антенные системы для геостационарных и низкоорбитальных космических аппаратов

36

16

4

16

зачет

2

Спутниковые навигационные системы

24

20

4

-

зачет

3

Консультация

6













4

Итоговая аттестация

6









Экзамен




Всего:

72

36

8

16






  1. Методические указания и рекомендации к учебному плану


Образовательная программа повышения квалификации «Системы космической связи и навигации» ориентирована на специалистов и руководящих работников предприятий, а также преподавателей и сотрудников образовательных и научных учреждений, связанных с разработкой и эксплуатацией сложных современных радиотехнических систем. Минимальный уровень образования принимаемых на обучение высшее профессиональное техническое.

Двадцатое столетие было веком зарождения и бурного развития радиотехнических систем (РТС), без которых невозможно представить повседневную деятельность и развитие человеческого общества. Радиотехнические системы широко используют практически во всех сферах государственного управления, в промышленности, на транспорте и в связи, в сельском хозяйстве, в сфере образования, науки, культуры и других областях.

По мере развития человеческого общества возникают все бóльшие требования к быстрому обмену информацией, ее извлечению, обработке и накоплению. Радиосвязь снабжает информацией все области хозяйственной деятельности человека и личные потребности людей. Радиовещание и телевидение обеспечивают доставку последних известий, культурный досуг, образование и многое другое вне зависимости от расстояний. Радиолокация и радионавигация используются почти во всех видах транспорта. Без РТС не было бы современных авиации и морского флота

Количество радиотехнических систем, различных по виду и назначению, непрерывно растет. Например, для передачи информации применяют системы тропосферной, радиорелейной, спутниковой и сотовой связи, системы радиовещания и телевидения, радиотелеметрические системы, системы передачи команд и др. Для извлечения информации используют такие системы, как радиолокационные и навигационные, дистанционного зондирования окружающей среды, разведки ископаемых и состояния поверхности Земли, радиотехнической разведки, геоинформационные системы и др.

Информационные технологии, применяемые в РТС, интенсивно развиваются, особенно в течение последних 10—15 лет. Широко примененяются цифровые методы формирования и обработки сигналов, использование интегральной и функциональной электроники, гибридные интегральные схемы, твердотельные СВЧ-устройства что позволяет существенно расширить возможности РТС, увеличить объем перерабатываемой и используемой информации и многообразие решаемых задач. В последнее время разработаны и используются адаптивные РТС, которые могут приспосабливаться к внешней помеховой и целевой обстановке, к условиям распространения радиоволн
и т. д.

Радиотехнические системы применяются в различных научных исследованиях, медицине, метрологии, геологии, физике. В настоящее время ни одна экспериментальная наука не обходится без сложных и уникальных радиоэлектронных установок при проведении физических и медико-биологических исследований. Широкое распространение получили РТС в исследовании космического пространства.

Дисциплина «Антенные системы для геостационарных и низкоорбитальных космических аппаратов» ставит своей целью изучение антенн современных радиотехнических систем различного назначения, в частности: антенн космических аппаратов, земных станций спутниковой связи (включая антенны для индивидуального приёма сигналов спутникового телевидения), навигационных систем. Анализируются основные проблемы современной антенной техники и пути их решения. В курсе проводится обзор современного состояния теории и техники антенных систем радиотехнических комплексов различных видов и различного назначения. Приводятся электрические характеристики современных антенных систем. Анализируются проблемы и перспективы развития теории и техники антенн.

В настоящее время бортовые антенны современных космических ретрансляторов можно разделить на три основные группы: антенны с широкими зональными лучами; антенны со сканирующими и фиксированными относительно узкими лучами и многолучевые антенны (МЛА). Последние находят все более широкое применение на геостационарных спутниках-ретрансляторах.

Характерной особенностью бортовой МЛА является то, что лучи развязаны друг от друга по частоте, поляризации, пространству и работают каждый со своим частотным стволом (стволами) ретрансляционной аппаратуры. В ряде случаев используется различное сочетание указанных способов развязки лучей. В результате достигается возможность многократного использования выделенного диапазона частот.

Подавляющее большинство известных в настоящее время или проектируемых спутниковых радиосистем работает в режиме многостанционного доступа с временным разделением каналов. Наиболее эффективно режим многостанционного доступа реализуется в том случае, когда антенная система ретранслятора может одновременно формировать глобальный и зональные лучи специальной формы, повторяющие контур обслуживаемой области на поверхности Земли, систему фиксированных лучей, направленных на основные центры абонентской связи и несколько независимо сканирующих лучей. Общее число лучей в зависимости от назначения радиосистемы может меняться от 10 до 1000. Особенностью сканирующих антенных систем спутниковых ретрансляторов являются малые углы отклонения лучей, не превышающие ±(3...10)°.

При использовании в ретрансляторах на ИСЗ многолучевых антенн возникает проблема распределения потока информации в режиме с временным многостанционным доступом и коммутацией лучей в условиях возможного перекрытия зон обслуживания. Рассматриваются различные варианты требуемой развязки между лучами (более 30 дБ): пространственным разделением диаграмм направленности с низким УБЛ (меньше –20 дБ), частотным разделением каналов и использованием ортогональной поляризации. Развязка по поляризации более 30дБ позволяет реализовать принцип повторного использования частот в луче в целях наиболее эффективного использования ресурса геостационарной орбиты и частотного спектра, повышения пропускной способности каналов связи.

В настоящее время наиболее перспективными схемами построения антенн космических ретрансляторов считаются гибридные зеркальные антенны (ГЗА) с облучателями в виде активной решетки (АР). Гибридные зеркальные антенны – результат компромисса между зеркальными антеннами и фазированными антенными решетками (ФАР) по электрическим характеристикам и стоимости. Наиболее широко такие антенны используются в космической технике..

Основные проблемы, решаемые при разработке гибридных зеркальных антенн для космических аппаратов: формирование контурных лучей, обеспечение низкого уровня боковых лепестков, обеспечение достаточно широкого сектора сканирования, низкого уровня кроссполяризационного излучения. Как правило, решения находятся численными методами, основанными на применении методов геометрической теории дифракции и итерационных алгоритмов.

Одним из наиболее распространенных типов антенн с контурной диаграммой направленности (КДН) является многолучевая антенна, обычно зеркальная. Парциальные лучи такой антенны при сложении с соответствующими амплитудами и фазами образуют контурный луч.