Учебно-методический комплекс дисциплины «лазерные и микроволновые системы и автоматизация технологических процессов» ЛиМСиатп образовательной профессиональной программы (опп)

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Федеральное государственное автономное образовательное «южный федеральный университет» «согласовано» «утверждаю» Рабочая программа Итоговый рейтинг В образовательной профессиональной программе 2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА ЛиМСиАТП 2.2. Лабораторные занятия 2.4. Индивидуальные занятия 2.5. Курсовое проектирование

Подобный материал:

• Баранов Андрей Дмитриевич учебно-методический комплекс, 397.92kb.
• Клочков Виктор Викторович учебно-методический комплекс, 899.4kb.
• Назарова Вероника Сергеевна учебно-методический комплекс, 691.74kb.
• Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) инженера по дисциплине «Экономика, 395.76kb.
• Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) Экономист-менеджер По дисциплине, 564.27kb.
• Богомолова Инна Сергеевна учебно-методический комплекс, 1045.88kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «технические измерения и приборы», 64.72kb.
• Корсаков Михаил Никорлаевич ассистент каф. Экономики Павлов Артем Юрьевич учебно-методический, 750.93kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины «Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства», 299.51kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины «Микросхемотехника» Образовательной профессиональной, 266.28kb.

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ Южного федерального университета)

_____________________________________________________________________

«СОГЛАСОВАНО» «УТВЕРЖДАЮ»

Председатель методической комиссии Декан ЭП факультета

по образовательной программе Коноплев Б.Г.

______________________

________________________ _________________________


«____»_________ 2011/12 учеб. год «____»________2011 /12 учеб. год

Образовательная профессиональная

программа (ОПП) специальности 200201 «Лазерная техника и лазерные

технологии»


Факультет _____________ЭП_______________________

Выпускающая кафедра по ОПП РТЭ______


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


ДИСЦИПЛИНЫ Лазерные и микроволновые системы и автоматизация технологических процессов


Кафедра ______РТЭ_______________________


Форма обучения __________очная________ Срок обучения_____5,5 лет______


Технология обучения лекции, практические занятия, тесты, коллоквиумы,

курсовые проекты


Курсы__4, 5____Семестры___8, 9, 10 ______

Академические часы _287 (4; 3,5; 4)__		Зачетные единицы __8 з.е._
Учебных занятий	8 сем 114 час 4 кч.	9 сем 64 час 3,5 кч.	10 сем 109час. 4 кч.		Учебных занятий	8 сем 100 бал 4 кч.	9 сем. 100 бал. 3,5 кч.	10 сем. 100 бал. 4 кч.
Из них: лекций практических лабораторных самостоятельных индивидуальных (курсовой проект)	− 22 ч 22 ч − 50 ч − 20 ч	− 34 ч − − 30 ч − −	− 34 ч − − 50 ч − 25 ч		Из них: лекций практических лабораторных самостоятельных индивидуальных (курсовой проект)	− 40 40 20	− 100	− 65 − 35
Промежуточный рейтинг-контроль (зачет)		Промежуточный рейтинг-контроль (зачет)
Итоговый рейтинг- 8 сем 9 сем 10 сем контроль (экзамен)		Итоговый рейтинг- 8 сем 9 сем 10 сем контроль (экзамен)

Таганрог 2011 г.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта Российской Федерации образовательной профессиональной программы (ОПП)

Лазерные и микроволновые системы и автоматизация технологических процессов

________________индекс_______ДС.02_________


Составители:

Должность	Уч. степень	Звание	Ф.И.О.	Подпись
профессор каф. РТЭ,	д.ф.-м.н.	профессор	Червяков Г.Г.

Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры радиотехнической

электроники


Зав. кафедрой РТЭ Г.Г. Червяков


Согласовано с другими кафедрами или организациями:

Название организации	Подпись	Ф.И.О. руководителя

1. МЕСТО, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ ЛиМСиАТП

В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЕ,

реализуемой в университете

0. Место дисциплины в реализации основных задач образовательной профессиональной программы (ОПП).
   

Дисциплина ЛиМСиАТП служит для более глубокого изучения тех процессов и закономерностей, которые происходят в оптических и микроволновых системах, активных и пассивных устройствах оптотехники и ГИС СВЧ, используемых в специализированных лазерных системах.

0. Место дисциплины в обеспечении образовательных интересов личности обучающегося студента по данной ОПП.
   

Дисциплина ЛиМСиАТП существенно расширяет и углубляет научный и технический кругозор в избранной специальности, что обеспечивает образовательные интересы личности обучающегося студента по данной ОПП.

0. Место дисциплины в удовлетворении требований заказчиков выпускников университета данной ОПП
   

Дисциплина ЛиМСиАТП существенно углубляет и расширяет знание студентов в избранной ими специальности, что удовлетворяет требованиям заказчиков выпускников университета данной ОПП.

0. Знания каких учебных дисциплин должны предшествовать изучению дисциплины в ОПП
   

Изучение дисциплины ЛиМСиАТП использует материал дисциплин «Высшая математика», «Физика», «Спецразделы физики», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Лазерные технологии», «Лазерная техника» «Электронные цепи и устройства».

0. Для изучения каких дисциплин будет использоваться материал дисциплины при реализации рассматриваемой ОПП
   

Дисциплина ЛиМСиАТП является дисциплиной инженерного блока и ориентирована на развитие навыков самостоятельного решения прикладных задач: выполнение курсовых и дипломного проекта.

0. Цель преподавания дисциплины
   

Целью дисциплины ЛиМСиАТП является глубокое изучение тех устройств лазерной и микроволновой техники, которые сегодня активно внедряются в системы связи, телекоммуникаций, радиоразведки и радиопротиводействия.

0. Задачи изучения дисциплины
   

В результате изучения дисциплины ЛиМСиАТП студенты должны:

• освоить базовые знания в области лазерной и микроволновой техники и технологии;
  
• получить информацию об устройствах и системах лазерной и микроволновой локации, навигации, передачи, обработки сигналов, технологических методах использующих когерентное излучение в типовых и нетрадиционных применениях;
  
• получить навыки расчета, проектирования лазерных, микроволновых пассивных и активных устройств и систем, использующих когерентное излучение;
  
• получить базовые знания о физических процессах во всех современных лазерных и микроволновых схемах и устройствах.
  

2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА ЛиМСиАТП

1. Лекции
   
   1. Содержание лекций
      

(8 семестр)

Лекция 1. Линии передачи оптических и микроволновых каналов и систем связи. Расчет геометрии линий передач.

Лекция 2. ВОЛС и технология изготовления предельно достижимые геометрические размеры. Расчет полосковых и связанных полосковых линий передачи.

Лекция 3. Расчет фильтров полосовых, низкочастотных, высокочастотных, режекторных.

Лекция 4. Оптимальные реализации фильтров на различных типах линий передачи. Расчет направляющих элементов и кольцевых делителей мощности.

Лекция 5. Примеры реализации и топологические чертежи пассивных элементов. Фрагменты машинного проектирования элементов.

Лекция 6. Направляющие элементы оптического и СВЧ диапазонов. Диэлектрические и открытые резонаторы, микрополосковые и диэлектрические элементы.

Лекция 7. Активные элементы и устройства передачи информации. Некогерентные и когерентные источники света.

Лекция 8. Диоды ограничительные, смесительные, переключающие, варакторные, ЛПД, ЛФД, Ганна, туннельные и обращенные в устройствах сверхвысоких частот и оптотехники.

Лекция 9. Биполярные, полевые транзисторы и фототранзисторы в микроволновых и оптотехнических системах и схемах. Теория работы устройств на их основе, вопросы технологии изготовления и согласования с передающими трактами.

Лекция 10. Расчет систем и структура электронных устройств передачи оптической и микроволновой информации.

Лекция 11. Примеры реализаций устройств и систем ретрансляции, локации, навигации, доплеровских измерителей скорости.


(9 семестр)

Лекция 1. Требования к телевизионному каналу и особенности структур телеприемников и телевизионных устройств. Передающие и приемные телевизионные устройства.

Лекция 2. Основы цифрового телевидения.

Лекция 3. Радиоавтоматические устройства и типовые задачи радиоавтоматики.

Лекция 4. Дискриминационные устройства и динамические звенья.

Лекция 5. Аналоговые электронно-вычислительные устройства и машины.

Лекция 6. Общие сведения о системах связи. Устройства локации, навигации, пеленгации. Уплотнение сигналов в каналах связи.

Лекция 7. Измерение координат и скорости движения цели. Структурные схемы РЛС и РНС. Контроль систем.

Лекция 8. Устройства систем радиоразведки и радиопротиводействия.

Лекция 9 Пассивные и активные устройства помех.

Лекция 10. Станции радиотехнической разведки.

Лекция 11. Области применения ФАР и АФАР. Системы управления лучом.

Лекция 12. Перспективы развития микроволновых и оптических устройств. Применение микропроцессорной технологии.

Лекция 13. Системы персональной мобильной связи. Региональные мобильные транкинговые и линейные системы индивидуальной связи.

Лекция 14. Глобальные мобильные системы спутниковой связи. Системы персонального радиовызова.

Лекция 15. Принципы построения систем связи. Сотовые системы стандартов NMT-450 (NMT-900). Структурное построение ССПС NМТ-450i (NМТ-900).

Лекция 16. Базовая станция ВD-28N ССПС стандарта NМТ-450i. Мобильная станция ССПС стандарта NМТ-450i.

Лекция 17. Особенности формирования радиоканалов в стандартах GSM-900 (GSM-1800). Спутниковые системы связи подвижной службы.


(10 семестр)

Лекция 1. Особенности лазерной локации. Функциональные схемы устройств.

Лекция 2. Принципы и особенности методов прямого детектирования, гетеродинного и интерферометрического фотоприема.

Лекция 3. Системы оптической локации – лидары.

Лекция 4. Методы контроля окружающей среды. Принципы и методы дистанционного измерения газового состава атмосферы.

Лекция 5 Особенности атмосферных примесей и их обнаружение. Спектры поглощения атмосферных газов.

Лекция 6. Сечения резонансного рассеяния. Активные спектрально-оптические методы.

Лекция 7. Определение влажности пограничного слоя атмосферы. Основные теоретические соотношения.

Лекция 8. Лидар для мониторинга воздушных бассейнов.

Лекция 9. Метод комбинационного рассеяния. Лидары комбинационного рассеяния.

Лекция 10. Лазерные системы контроля окружающей среды.

Лекция 11. Сканирующие лазерные локаторы с некогерентным режимом излучения для получения изображения целей.

Лекция 12. Сканирующие лидары с когерентным режимом излучения.

Лекция 13. Лазерные системы ближней дальнометрии.

Лекция 14. Лазерные дальномеры и системы управления огнем.

Лекция 15. Лазерные системы оптической связи. Выбор возбуждающего излучения.

Лекция 16. Элементная база и аппаратура лазерной локации.

Лекция 17. Типовые оптические лазерные систем.

2. Основная литература:
   

1. Червяков Г.Г. Методическое пособие по изучению курса «Применение электронных приборов и устройств» Ч.1, №2571, -Таганрог: ТРТИ, 1999, -62с.

2. Червяков Г.Г. Микроволновые полупроводниковые устройства (уч. пособие к практическим занятиям) №2571 – 2. -Таганрог: ТРТИ, 2002, -63с.

3. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Ганзий Д.Д. Нелинейные микроволновые полупроводниковые устройства. -Таганрог: Изд-во ТРТУ. 2001. 354с.

4. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/ С.И. Бахарев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ и др./ Под ред.В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь. 1982. -328с.

5. Червяков Г.Г. Электронные устройства (уч. пособие по изучению курса лекций) Ч.1 №2571-3. -Таганрог: ТРТИ, 2003, -165с.

6. Кротов В.И., Карабашев А.К., Червяков Г.Г. Основы радиоавтоматики и аналоговой вычислительной техники. –М.: Науч.метод. и издат центр, Учебная литература, 2003, -104с.

7. Червяков Г.Г. Электронные и квантовые устройства (уч. пособие по изучению курса лекций) Ч.2, №2571-4. -Таганрог: ТРТИ, 2004, -202с.

8. Червяков Г.Г., Касимов Ф.Д., Александров Э.М. Система приема, обработки и передачи информации. -Баку: Мутарджим, 2005. -316 с.

9. Берсенев М.С. Знай телевизор. Уч.пособие. -М.: ДОСААФ. 1985. -208с.

10. Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Основы цветного телевидения. -М.: Радио. 1983. -160с.

11. Первачев С.В. Радиоавтоматика. Уч.пособие. -М.: Радио и связь. 1982. -296с.

12. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. Уч.пособие. -М.: Энергоатомиздат. 1985. -552с.

13. Пестряков В.В., Кузенков В.Д. Радиотехнические системы. Уч.пособие для вузов. -М.: Радио и связь. 1985. -376с.

14. Васин В.В., Степанов В.М. Справочник-задачник по радиолокации. -М.: Сов.радио. 1977. -320с.

15. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1989, -504 с.

16. Ишанин Г.Г., Панков Э.Д, Андреев А.Л., Польщиков Г.В. Источники и приемники излучения. -Спб.: Политехника, 1991. -240 с

17. Тришенков М.А. Фотоприемные устройства и ПЗС. Обнаружение слабых оптических сигналов. -М.: Радио и связь, 1992. -400с.

18. Лазерная космическая связь. Пер. c англ. под ред. М. Кацмана. -М.: Радио и связь. 1993, -240с.

19. Мосягин Г.Н., Немтиков В.Б, Лебедев Е.Н. Теория оптико-электронных систем. Уч. Для вузов по оптическим спец. -М.: Машиностроение. 1990, -432с.

20. Курикша А.А. Квантовая оптика и оптическая локация (статистическая теория). -М.: Сов. Радио, 1973, -134с.

Дополнительная литература:

1. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств/ С.И. Бахарев, В.И. Вольман, Ю.Н. Либ и др.; Под ред.В.И. Вольмана. -М.: Радио и связь. 1982. -328с.

2. Бова Н.Ф., Ефремов Ю.Т., Конин В.В. и др. Микроэлектронные устройства СВЧ. -Киев.: Техника. 1984. -177с.

2. Малорацкий Л.Г., Явич Л.Р. Проектирование и расчет СВЧ элементов на полосковых линиях. -М.: Сов.радио. 1972. -232с.
   
3. Гвоздовер В.М., Нефедов Е.И. Объемные интегральные схемы СВЧ. -М.: Наука. 1986, -256с.
   
4. Электронные приборы СВЧ. Уч.пособие. Березин В.М. и др. Высшая школа -М.: 1985. -296с.
   
5. Конструирование экранов и СВЧ устройств. Учебник для вузов / А.М. Чернушенко, Б.В. Петров, Л.Г. Малорацкий и др.; Под ред. А.М. Чернушенко. -М.: Радио и связь. 1990. -352с.
   
6. Пожела Ю. Физика быстродействующих транзисторов. -Вильнюс: Мокслас: 1989. -264с.
   
7. Антенны и устройства СВЧ / Проектирование фазированных антенных решеток/ Д.И. Воскресенский, Р.А. Грановский, Н.С. Давыдов и др./ Под ред. Воскресенского Д.И. -М.: Радио и связь. 1981. -432с.
   
8. Телевидение. Уч.пособие для студентов радиотехнических специальностей вузов./ Под ред. В.Е. Джакония. -М.: Радио и связь. 1986. -456с.
   
9. Анисимов В.В., Голубкин В.Н. Аналоговые вычислительные машины. Уч.пособие для вузов. -М.: Высшая школа. 1971. -448с.
   
10. Белавин О.В. Основы радиолокации. Уч.пособие для вузов. -М.: Сов.радио. 1977. -320с.
    
11. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. -М.: Радио и связь. 1983. -320с.
    
12. Марков В.В. Радиорелейная связь. -М.: Связь. 1979. -198с.
    
13. Палий А.М. Радиоэлектронная борьба. -М.: Воениздат. 1974. -250с.
    

15. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов: Пер. с англ. под ред. В.И. Стафеева. -М.: Радио и связь, 1985. -25с.

16. Киес Р. Дж., Крузе П.В., Потли Э.Г. и др. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов. Под ред Р. Дж. Киеса: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1985. -328с.

17. Техника оптической связи: Фотоприемники: /Под ред. У. Тсанга., Пер. с англ. под ред. Тришенкова М.А. -М.: Мир, 1988. -526с.

18. Быстров Ю.А., Персианов Г.М., Хижа Г.С. Оптоэлекронные приборы и устройства: Учеб. пособие/ Под ред. Ю.А.Быстрова. -Спб.: Изд. С.-Петербургского университета, 1994, -228с.

19. Мухин Ю.А. Приборы и устройства полупроводниковой оптоэлектроники: Учеб. пособие под ред. В.Н. Бодрова, Г.И. Обидина. -М.:Изд-во МЭИ, 1996, -298 с.


Дополнительная литература к практическим занятиям 8 и 10 семестров:

1.Малышев В.А. Линии передачи сверхвысоких частот. Уч.пособие. –Таганрог: ТРТИ. 1979. -177с.

2. Катыс Г.П. Оптико-электронная обработка информации. -М.: Машиностроение, 1973, -447с.

3. Червяков Г.Г. Избирательный фотоприем. Элементы, параметры, характеристики: Монография. ТРТУ, -Таганрог. 1999, -186с.

4. Скворцов Б.В., Иванов В.И., Крухмалев В.В. и др. Оптические системы передачи./ Под ред. В.И. Иванова. -М.: Радио и связь, 1994, -224с.

5. Справочник по волоконно-оптическим линиям связи. /Л.М. Андрушко, В.А. Вознесенский, В.Б. Каток и др.; Под ред. С.В. Свечникова и Л.М. Андрушко. -К.: Тэхника, 1988, -239с.


2.2. Лабораторные занятия

Лабораторные занятия по данной дисциплине не предусмотрены.


2.3. Практические занятия (8 сем)

Занятии 1. Методы анализа пассивных и активных микроволновых устройств.

Занятии 2. Основные линии передачи, расчет МПЛ, ЩЛ, КЛ и вопросы технологии.

Занятии 3. Расчет неоднородностей в полосковых линиях (ПЛ). Расчет связанных линий и синтез фильтров на ПЛ.

Занятии 4. Расчет топологии направляющих элементов и делителей мощности на ПЛ.

Занятии 5. Вентили, циркуляторы, МПЛ резонаторы, их расчет и варианты включения.

Занятии 6. Микроволновые активные приборы в устройствах. Расчет диодных схем.

Занятии 7. Расчет комутаторов и смесителей на диодах.

Занятии 8. Расчет усилителей на биполярных транзисторах (БТ).

Занятии 9. Расчет усилителей на полевых транзисторах (ПТ).

Занятии 10. Расчет генераторов и умножителей на БТ и ПТ.

Занятии 11. Конструирование узлов и устройств РЛС, РНС. Расчет элементов ФАР и АФАР.


2.4. Индивидуальные занятия

Занятии 1. Расчет пассивных микроволновых устройств.

Занятии 2. Расчет активных микроволновых устройств.

Занятии 3. Расчет неоднородностей в полосковых линиях.

Занятии 4. Расчет связанных линий.

Занятии 5. Расчет фильтров низких частот на ПЛ.

Занятии 6. Расчет направленных ответвителей.

Занятии 7. Расчет делителей мощности на различных ПЛ.

Занятии 8. Расчет фазовращетелей.

Занятии 9. Расчет комутаторов на четное количество выходов.

Занятии 10. Расчет комутаторов на нечетное количество выходов.

Занятии 11. Расчет смесителей на БТ и ПТ.


2.5. Курсовое проектирование

8 семестр

Примерные темы курсовых проектов включают расчет топологии и разработка микроволновых устройств на различных ПЛ (для разных диапазонов частот: метод указание №2571-1, 2571-2):

- Провести эскизную проработку топологии доплеровской РЛС малой мощности.

- Провести эскизную проработку топологии ретранслятора со сдвигом несущей.

- Провести эскизную проработку топологии узлового ретранслятора

- Провести эскизную проработку топологии выходного узлового ретранслятора.

- Провести эскизную проработку топологии РЛС со сжатием импульса.

- Провести эскизную проработку топологии доплеровской БРЛС.

10 семестр

Примерные темы курсовых проектов:

- Расчет параметров и характеристик навигационных и локационных лазерных систем.

- Расчет и проектирование навигационных и локационных лазерных систем.

- Расчет параметров и характеристик лазерных дальномеров.

- Расчет и проектирование лазерных дальномеров.

- Расчет параметров и характеристик лазерных систем диагностики среды.

- Расчет и проектирование лазерных систем диагностики среды.

- Расчет параметров и характеристик лазерных терапевтических и диагностических аппаратов.

- Расчет и проектирование лазерных терапевтических и диагностических аппаратов.

- Расчет параметров и характеристик лазерных измерительных устройств.

- Расчет и проектирование лазерных измерительных устройств.

- Расчет параметров и характеристик лазерных систем специального назначения.

- Расчет и проектирование лазерных систем специального назначения.