Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое объединение вузов по образованию в области информационной безопасности сборник примерных программ учебных дисциплин по направлению подготовки (специальности)
Вид материала | Документы |
- Министерство образования и науки Российской Федерации Учебно-методическое, 3299.35kb.
- Ступности (государственной, воинской, транснациональной и иной) мы будем, 86.46kb.
- Лекция по теме № Условия конкретного преступления, 298.33kb.
- Расписание занятий на цикле сертификационного усовершенствования для интернов, 88.88kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 653.58kb.
- Министерство образования Российской Федерации Министерство путей сообщения Российской, 657.68kb.
- Общая характеристика работы Актуальность темы, 398.26kb.
- Рекомендации по организации профилактической работы, направленной на предупреждение, 1352.37kb.
- История исторической науки, 496.22kb.
- Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации Государственное, 408.11kb.
Заключение
Перспективные типы сигналов для защищенных телекоммуникационных систем, спутниковой и мобильной связи, высокоскоростных систем передачи данных. Рекомендации по дальнейшей самостоятельной работе. Литература.
5.2. Разделы (темы) дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № разделов (тем) данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||
1 | 2 | 3 | ||
1. | Сети и системы передачи информации | + | + | + |
2. | Техническая защита информации | + | + | + |
3. | Основы проектирования защищенных ТКС | + | + | + |
4. | Информационная безопасность ТКС | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан., | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Все-го |
| Введение | 2 | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 2,5 |
| Общие сведения о сигналах | 4 | 2 | 0 | 0 | 2 | 8 |
| Методы представления сигналов | 6 | 4 | 0 | 0 | 3,5 | 13,5 |
| Спектральный анализ сигналов | 4 | 4 | 2 | 0 | 4 | 14 |
| Корреляционный анализ сигналов | 4 | 2 | 0 | 0 | 2 | 8 |
| Вероятностные методы анализа сигналов | 14 | 4 | 2 | 0 | 6,5 | 26,5 |
| Импульсные и цифровые видеосигналы | 4 | 6 | 2 | 0 | 5 | 17 |
| Аналоговые радиосигналы | 4 | 4 | 0 | 0 | 3 | 11 |
| Импульсные и цифровые радиосигналы | 4 | 4 | 2 | 0 | 5 | 15 |
| Структура и виды широкополосных сигналов | 4 | 0 | 0 | 0 | 1 | 5 |
| Шумоподобные фазоманипулированные сигналы | 8 | 4 | 0 | 2 | 5 | 19 |
| Системы шумоподобных сигналов | 2 | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 2,5 |
| Заключение | 2 | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 2,5 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | Спектральный анализ сигналов | Анализ спектров типовых видео и радиосигналов | 2 |
2. | Вероятностные методы анализа сигналов | Анализ вероятностных характеристик типовых сигналов | 2 |
3. | Импульсные и цифровые радиосигналы | Оценка потенциальной помехоустойчивости радиосигналов | 2 |
4. | Шумоподобные фазоманипулированные сигналы | Анализ спектров шумоподобных сигналов | 2 |
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовой проект (работа) не предусмотрен.
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1. Основная литература
- Баскаков С.И., Радиотехнические цепи и сигналы.: М.: Высшая школа, 2005.
- Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 2007.
- Харкевич А.А. Спектры а анализ. М.: Радио и связь, 2004.
- Левин Б.Р., Теоретические основы статистической радиотехники, М.: Советское радио, 2001.
8.2. Дополнительная литература
- Сиберт У.М., Цепи, сигналы, системы, ч. 1,2 под ред. И.С. Рыжака, М.: Мир. 1988.
- Васин В.А., Власов И.Б. и др., Информационная технология в радиотехнических системах, М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.
- Варакин Л.Е., Теория систем сигналов, М.: Советское радио, 1978.
- Макс Ж, Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях, том 1.2, под ред. Н.Г. Волкова, М.: Мир, 1983.
- Л.Е. Варакин, Системы связи с шумоподобными сигналами, М.: Радио и связь, 1985.
8.3. Программное обеспечение
Windows 9Х/2000/ХР, МS Office ХР, Electronics Workbench, MatLab, Matcad.
8.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не требуется.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерные классы, оборудованные ПК не ниже Intel 586, 512М, RAM, 10G HDD c установленным программным обеспечением: Windows 9Х/2000/ХР, МS Office ХР, Electronics Workbench, MatLab, Matcad. Обеспечение - одна ПЭВМ на одного человека. Видеопроектор и электронная доска.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Сочетание лекций, практических и индивидуальных занятий, лабораторных работ и самостоятельной подготовки обучаемых к занятиям;
Выполнение домашнего задания (в семестре). Цель домашнего задания – приобретение обучаемыми навыков в анализе спектральных, корреляционных, энергетических и информационных характеристик радиосигнала. Домашнее задание выполняется в письменном виде с установленным сроком сдачи
Лабораторные работы выполняются на ПЭВМ и должны способствовать развитию у обучаемых навыков моделирования при изучении свойств и характеристик радиосигнала
В каждом разделе дисциплины выделяются наиболее важная тема и акцентируется внимание обучаемых на понятийных вопросах этой темы
Контрольная работа проводится перед зачетом. В процессе обучения осуществляется на практических занятиях промежуточная аттестация знаний обучаемых.
На практических занятиях используются наглядные пособия в виде плакатов, макетов.
Рекомендуемый перечень тем практических занятий:
- вычисление и анализ спектров периодических сигналов;
- методы и способы вычисления спектров непериодических сигналов;
- основные свойства преобразования Фурье;
- вычисление спектральной плотности неинтегрируемых сигналов;
- принципы корреляционного анализа сигналов;
- методика вычисления автокорреляционных функций сигнала и взаимнокорреляционных функций сигналов;
- спектры модулированных радиосигналов. Методы их вычисления;
- узкополосные сигналы. Аналитический сигнал. Преобразование Гильберта;
- дискретные сигналы. Свойства Z-преобразования;
- математическое описание дискретных сигналов. Свертка дискретных сигналов;
- принципы цифровой фильтрации дискретных сигналов. Понятие о цифровых фильтрах;
- спектры сигналов с импульсной модуляцией;
- корреляционные функции;
- комплексной огибающей сложных сигналов;
- методы повышения разрешения сигналов по частотно-временным параметрам;
- основные свойства М-последовательностей;
- псевдослучайные ФМн-сигналы с малым уровнем боковых лепестков автокорреляционных функций;
- определение параметров случайных процессов;
- функция корреляции и спектра мощности стационарного случайного процесса.
Рекомендуемый перечень тем индивидуальных занятий:
- ортогональные сигналы и обобщенные ряды Фурье;
- интегральные представления сигналов;
- расчеты автокорреляционных функций сигналов;
- теоремы z-преобразования. Модели дискретных сигналов;
- дискретное преобразование Фурье;
- дифференциальные разностные уравнения. Цифровая фильтрация сигналов. Типы цифровых фильтров и способы их построения;
- методы нахождения свертки дискретных сигналов;
- регулярные методы построения систем дискретных частотных сигналов;
- перспективные типы сигналов в спутниковых линиях связи;
Рекомендуемый перечень тем контрольных работ:
- спектры периодических и непериодических управляющих сигналов;
- спектральные характеристики модулированных и манипулированных радиосигналов;
- дискретные сигналы. Свертка сигналов. Обработка сигналов и методы цифровой фильтрации;
- М-последовательности фазоманипулированных радиосигналов.
Рекомендуемые темы домашних заданий (расчетно-графических работ).
- вычисление спектральных плотностей и автокорреляционных функций простых аналоговых сигналов;
- вычисление характеристик дискретных сигналов на базе дискретного преобразования Фурье;
- вычисление корреляционных характеристик шумоподобных сигналов;
- задачи синтеза ФМн-сигналов с заданными корреляционными свойствами.
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«Антенны и распространение радиоволн»
Рекомендуется для направления подготовки (специальности)
090302 Информационная безопасность телекоммуникационных сетей
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011
- Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Антенны и распространение радиоволн» имеет целью обучить студентов основным принципам теории электромагнитного поля, методам решения задач электродинамики, связанных с излучающими и направляющими системами, теории и практики распространения радиоволн, а также основам теории антенн. Основными задачами дисциплины являются: формирование у студентов необходимого минимума физических, математических, теоретических и практических знаний, которые обеспечили бы им возможность понимать и анализировать процессы взаимодействия электромагнитных полей с веществом; знаний об основных особенностях излучения и распространения радиоволн в различных реальных средах.
В результате изучения курса у студентов должен быть сформирован базис знаний и навыков, позволяющий им успешно осваивать в дальнейшем специальные дисциплины радиотехнического профиля.
Задачи дисциплины:
- формирование необходимого минимума физических, математических, теоретических и практических знаний, которые обеспечили бы им возможность понимать и анализировать процессы взаимодействия электромагнитных полей с веществом;
- формирование знаний об особенностях излучения и распространения радиоволн различных диапазонов в реальных условиях;
- формирование знаний об основных характеристиках антенн;
- формирование знаний и навыков в области расчётов линий радиосвязи.
- Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Антенны и распространение радиоволн» относится к числу дисциплин базовой части профессионального цикла.
Для успешного усвоения данной дисциплины необходимо, чтобы студент владел знаниями, умениями и навыками, сформированными в процессе изучения дисциплин:
«Физика» – основные законы электричества и магнетизма, теории колебаний и волн;
«Математический анализ» – основы дифференциального и интегрального исчисления, теория функций комплексной переменной, дифференциальные уравнения;
«Алгебра и геометрия» – основы векторной алгебры и аналитической геометрии.
Дисциплина «Антенны и распространение радиоволн» является предшествующей для изучения следующих базовых дисциплин: «Сети и системы передачи информации», «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» и «Техническая защита информации».
- Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
общекультурные (ОК):
- способность к логическому мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их достижения (ОК-9);
- способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности, развития социальных и профессиональных компетенций, изменения вида и характера своей профессиональной деятельности (ОК-10);
профессиональные (ПК):
общепрофессиональные:
- способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1);
- способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);
- способность применять методологии научно-исследовательской и практической деятельности (ПК-5);
научно-исследовательская деятельность:
- способность применять современные методы исследования с использованием компьютерной техники (ПК-12);
- способность проводить математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований (ПК-13);
- способность осуществлять планирование и выполнение экспериментального исследования (ПК-16);
эксплуатационная деятельность:
- способность производить оценку технических характеристик телекоммуникационных систем (ПК-33).
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- основы теории электромагнитных процессов в вакууме и материальных средах;
- принципы решения задач макроскопической электродинамики, в особенности, волновых задач;
- основные модели, описывающие взаимодействие электромагнитных волн с веществом;
- основные характеристики приемных и передающих антенн;
- модели распространения радиоволн различных диапазонов частот;
уметь:
- применять основные методы решения задач электродинамики в конкретных ситуациях;
- использовать специальные методы измерения характеристик радиоволн;
- проводить расчеты радиотрасс различных диапазонов;
- использовать месячные прогнозы МПЧ;
владеть:
- навыками работы с программными и техническими средствами, реализующими современные методы решения задач электродинамики и теории распространения радиоволн;
- навыками работы с аппаратурой, используемой при измерении параметров радиоволн.
- Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
4 | 5 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 86 | 44 | 42 |
В том числе: | | | |
Лекции | 50 | 24 | 26 |
Практические занятия (ПЗ) | 24 | 16 | 8 |
Семинары (С) | - | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | 8 | 2 | 6 |
Контрольные работы (КР) | 4 | 2 | 2 |
Самостоятельная работа (всего) | 56 | 26 | 30 |
В том числе: | | | |
Курсовой проект (работа) | - | - | - |
Расчетно-графические работы | - | - | - |
Коллоквиум | - | - | - |
Реферат | - | - | - |
Домашнее задание | - | - | - |
Другие виды самостоятельной работы (подготовка к занятиям, зачету) | 56 | 26 | 30 |
Вид промежуточной аттестации и его трудоемкость | 38 | зачет (2) | экзамен (36) |
Общая трудоемкость часов зачетных единиц | 180 | 72 | 108 |
5 | 2 | 3 |
- Содержание дисциплины
- Содержание разделов (тем) дисциплины
- Содержание разделов (тем) дисциплины
Раздел 1. Основы теории электромагнитного поля
- Система уравнений электродинамики
Цель и задачи курса. Объект и предмет изучения. Электромагнитное поле как вид материи. Математический аппарат, используемый для описания электромагнитного поля. Основные операции векторного анализа.
Векторные характеристики электромагнитного поля в вакууме. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах. Ее решения в стационарном случае. Медленно меняющиеся во времени (квазистационарные) электромагнитные поля.
Вывод волнового уравнения из уравнений Максвелла для электромагнитного поля в вакууме. Его решения в виде бегущих плоских волн. Скорость электромагнитных волн. Поляризация, взаимная ориентация электрического и магнитного векторов.
Связь плотности энергии электромагнитного поля и плотности ее потока. Вектор Умова-Пойнтинга. Поток энергии, переносимый плоскими, сферическими и цилиндрическими волнами.
Комплексное представление пространственно-временной структуры гармонической волны. Комплексные амплитуды. Принцип суперпозиции и его связь с методом Фурье. Волновые пакеты. Усреднение по времени энергетических характеристик электромагнитных волн. Интенсивность.
- Уравнения Максвелла с источниками и электромагнитные потенциалы
Интегральная и дифференциальная формы уравнений Максвелла с токами и зарядами. Локальная форма закона сохранения электрического заряда. Закон сохранения энергии системы заряды – поле. Свойства симметрии уравнений Максвелла.
Скалярный и векторный потенциалы электромагнитного поля, их неоднозначность. Градиентная (калибровочная) инвариантность. Уравнения для потенциалов. Условие Лоренца. Симметрия по отношению к обращению времени.
Раздел 2. Излучение электромагнитных волн
- Излучение электромагнитных волн элементарным излучателем
Запаздывающие потенциалы. Локализованный в пространстве излучатель. Поле дипольного излучателя в ближней и волновой зоне. Диаграмма направленности. Поле двух и более элементарных излучателей. Главное и боковое излучение. Интегральная мощность излучения. Влияние излучения электромагнитных волн на движение заряженных частиц. Радиационное трение.
- Излучение электромагнитных волн поверхностным излучателем
Поверхностный излучатель. Излучение поверхности прямоугольной формы с равномерным распределением стороннего поля. Элементарный поверхностный излучатель. Излучение поверхности круглой формы с равномерным распределением стороннего поля.
Раздел 3. Электромагнитные волны в различных средах
- Электромагнитное поле в пространственно однородных средах
Классификация сред. Понятие о макрополе в однородных материальных средах. Электрическая поляризация и намагниченность. Простейшие материальные уравнения. Электромагнитные волны в прозрачных средах. Коэффициент преломления. Понятие о частотной дисперсии. Фазовая и групповая скорости электромагнитных волн.
- Отражение и преломление электромагнитных волн
Граничные условия для векторов поля на границе раздела двух сред. Связь компонент волновых векторов в граничащих средах. Отражение и преломление электромагнитных волн на плоской границе. Формулы Френеля. Особенности пространственной структуры электромагнитного поля при полном отражении.
- Поглощение электромагнитных волн
Электромагнитные волны в средах с малой проводимостью. Комплексный волновой вектор. Коэффициент поглощения. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Скин-эффект в металлах. Граничные условия Леонтовича на границе раздела диэлектрик-металл.
- Рефракция и дифракция электромагнитных волн
Приближенное решение уравнений Максвелла в средах с плавно меняющимися в пространстве параметрами. Лучевое приближение. Рефракция. Простейшие подходы в задачах дифракции электромагнитных волн. Зоны Френеля. Метод Фраунгофера.
- Движение заряженных частиц в электромагнитном поле
Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в статических однородных электрическом и магнитном полях. Циклотронная частота и радиус Лармора. Особенности движения в скрещенных полях.
- Электродинамика плазмы в элементарной модели
Понятие о плазме. Ленгмюровские колебания и экранирование заряда. Диэлектрическая проницаемость плазмы в длинноволновом пределе. Особенности структуры электромагнитных волн в плазме. Замагниченная плазма, ее тензор диэлектрической проницаемости. Низкочастотные волны в плазме.
- Основы теории направляющих систем и объемные резонаторы
Открытые и закрытые направляющие системы. Классификация направляемых волн. Линии передачи поверхностных волн. Прямоугольный и круглый волноводы. Коаксиальная линия. Двухпроводная линия. Полосковая линия.
Электромагнитное поле в ограниченном объеме. Прямоугольный резонатор. Моды колебаний. Механизмы потерь в резонаторах. Добротность.
Раздел 4. Распространение радиоволн
- Распространение радиоволн над земной поверхностью
Распространение радиоволн в свободном пространстве. Излучение антенны расположенной над плоской поверхностью Земли. Квадратичная формула Введенского. Влияние сферичности земной поверхности. Распространение радиоволн над поверхностью Земли. Коэффициенты отражения Френеля.
- Распространение радиоволн в тропосфере
Диэлектрическая проницаемость и показатель преломления тропосферы, его зависимость от высоты. Рефракция радиоволн в тропосфере. Эквивалентный радиус Земли. Рассеяние и поглощение радиоволн в тропосфере. Помехи радиоприёму. Особенности распространения метровых, дециметровых и сантиметровых волн в пределах прямой видимости, за её пределами, на линиях космической связи. Распространение волн оптического диапазона. Дальнее тропосферное распространение.
- Распространение радиоволн в ионосфере
Строение атмосферы Земли. Ионосфера, ионосферная плазма. Преломление и отражение радиоволн в ионосфере, поглощение. Влияние магнитного поля Земли на распространение радиоволн. Регулярные и нерегулярные изменения состояния ионосферы.
- Особенности распространения электромагнитных волн различных диапазонов
Особенности распространения длинных и средних волн. Короткие и ультракороткие волны. Поверхностные и пространственные короткие волны. Замирания. Зоны молчания. Эхо. Космическая радиосвязь.
- Взаимные потери и электромагнитная совместимость
Условия распространения и взаимные помехи станций. Оценка уровня взаимных помех в различных частотных диапазонах. Электромагнитная совместимость.
Раздел 5. Основы теории антенн
- Основы теории передающих и приёмных антенн
Назначение передающей и приёмной антенн. Общие характеристики приёмной и передающей антенн. Связь между характеристиками антенны в режиме приёма и передачи. Влияние на характеристики антенны её геометрических размеров. Применение принципа суперпозиции для расчета поля сложных антенн.
- Антенны систем радиосвязи, радиовещания и телевидения
Общие сведения о типах антенн, применяемых в системах радиосвязи, радиовещания и телевидения. Краткие сведения о вибраторных и щелевых антеннах, ромбических антеннах, логопериодических антеннах, рупорных, линзовых и зеркальных антеннах, антенных решетках.
- Разделы (темы) дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | №№ разделов (тем) данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Сети и системы передачи информации | | + | + | + | + |
| Информационная безопасность телекоммуникационных систем | | + | + | + | + |
| Техническая защита информации | + | + | + | + | + |
- Разделы (темы) дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела (темы) дисциплины | Лекции, час. | ПЗ, час. | ЛР, час. | С, час. | СРС, час. | Всего, час. |
| Основы теории электромагнитного поля | 6 | 4 | - | - | 6 | 16 |
| Излучение электромагнитных волн | 6 | 6 | - | - | 6 | 18 |
| Электромагнитные волны в различных средах | 16 | 8 | 6 | - | 22 | 52 |
| Распространение радиоволн | 16 | 4 | 2 | - | 16 | 38 |
| Основы теории антенн | 6 | 2 | - | - | 6 | 14 |
- Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела (темы) дисциплины | Наименование лабораторной работы | Трудоемкость, час. |
| 3 | Исследование преломления и поляризации электромагнитных волн | 2 |
| 3 | Исследование направляющей системы (ребристый стержень) | 2 |
| 3 | Исследование поля прямоугольного резонатора | 2 |
| 4 | Исследование особенностей распространения радиоволн, излучаемых вибратором Герца | 2 |
- Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовой проект (работа) не предусмотрен.
- Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
- Основная литература
- Основная литература
- Сомов А.М., Старостин В.В., Бенеславский С.Д. Электродинамика: Учебное пособие для вузов. / Под ред. А.М. Сомова. – М.: Горячая линия–Телеком, 2011. – 200 с.: ил., гриф УМО.
- Распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов. / А.М. Сомов, В.В. Старостин. – М.: Гелиос АРВ, 2010. – 264 с., гриф УМО.
- Сомов А.М., Старостин В.В., Кабетов Р.В. Антенно-фидерные устройства: Учебное пособие для вузов. / Под ред. А.М. Сомова. – М.: Горячая линия–Телеком, 2011. – 404 с.: ил., гриф УМО.
- Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Горячая линия–Телеком, 2003, гриф Минобрнауки РФ.
- Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн: Учебник для вузов. / Г.А. Ерохин, О.В. Чернышев, Н.Д. Козырев, В.Г. Кочержевский; Под ред. Г.А. Ерохина. – 2-е изд., испр. – М.: Горячая линия–Телеком, 2004, гриф Минсвязи РФ.
- Дополнительная литература
- Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Наука, 1989.
- Техническая электродинамика / Ю.В. Пименов, В.И. Вольман, А.Д. Муравцов; Под ред. Ю.В. Пименова: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 2000. – 536 с.: ил.
- Пименов Ю.В. Линейная макроскопическая электродинамика: Вводный курс для радиофизиков и инженеров: Учеб. пособие для вузов. – Долгопрудный: Интеллект, 2008. – 536 с.: ил.
- Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. – 2-е изд. – М.: Наука. Физматлит, 1999. – 496 с.
- Сомов А.М. Расчет антенн земных станций спутниковой связи: Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия–Телеком, 2011. – 304 с.: ил., гриф УМО.
- Журнал IEEE: Antennas and Propagation.
- Программное обеспечение
Программы электродинамического моделирования направляющих систем и резонаторов (например, HFSS или CST Studio), программы моделирования распространения радиоволн.
- Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не требуются.
- Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лабораторных работ требуются:
- учебная лаборатория распространения радиоволн и антенно-фидерных устройств, оборудованная комплектами лабораторных стендов и необходимыми измерительными приборами (генераторы СВЧ колебаний и селективные вольтметры или анализаторы спектра) в соответствии с рекомендованным перечнем лабораторных работ из расчета одно рабочее место на двух-трех человек;
- компьютерный класс, оборудованный ПЭВМ класса не ниже Pentium 2,5 ГГц, ОЗУ 2 Гб, HDD 1000 Гб, с установленным программным обеспечением из расчета одна ПЭВМ на одного студента и одна для преподавателя;
- видеопроектор и электронная доска.
- Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Цель обучения достигается сочетанием применения классических и инновационных педагогических технологий.
При проведении лекционных занятий целесообразно широко применять такую форму как лекция-визуализация, сопровождая изложение теоретического материала презентациями, при этом желательно заблаговременно обеспечить студентов раздаточным материалом.
Основной упор в методике проведения практических занятий и лабораторных работ должен быть сделан на отработке и закреплении учебного материала в процессе выполнения заданий с применением лабораторных стендов, контрольно-измерительной аппаратуры и средств вычислительной техники в компьютерном классе. Особое внимание при этом должно быть уделено применению элементов проблемного и контекстного обучения, опережающей самостоятельной работе студентов.
Текущий контроль усвоения знаний осуществляется путем выполнения двух контрольных работ, подготовки и сдачи отчетов по итогам выполнения лабораторных работ, проверки выполнения домашнего задания, опросов на практических занятиях.
На изучение дисциплины отводятся два семестра. После первого семестра слушатели сдают зачет, итоговая отчетность по дисциплине – экзамен. Целесообразно осуществлять проведение зачета и экзамена в форме устного опроса по билетам.
Примерный перечень вопросов для контрольных работ:
- Расчет волновода прямоугольного сечения.
- Расчет волновода круглого сечения.
- Расчет коаксиальной линии.
- Расчет прямоугольного резонатора.
- Расчет поля излучения элементарного вибратора, поднятого над земной поверхностью.
- Расчет трассы распространения радиоволн.
- Расчет поля излучения антенн, состоящих из нескольких элементов.
Разработчики: УМО ИБ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОЕКТ
ПРИМЕРНАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
«Теория электрической связи»
Рекомендуется для направления подготовки
по специальности 090302
«Информационная безопасность телекоммуникационных систем»
Квалификация (степень) выпускника
«Специалист»
МОСКВА 2011
- Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Теория электрической связи» обеспечивает овладение слушателями и студентами компетенциями, приобретение ими знаний и умений в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом.
Целью изучения дисциплины «Теория электрической связи» является обучение общим принципам и основным методам формирования, преобразования и передачи сообщений по каналам электросвязи, повышения помехоустойчивости передачи сигналов и реализации их оптимального приема.
Задачи дисциплины:
- воспитание у студентов активной жизненной позиции, научности мышления,
творческого отношение к делу, любви к избранной профессии, чувства ответ-
ственности за достигнутые в обучении результаты;
- подготовка специалиста по информационной безопасности телекоммуника-
ционных систем с глубокими знаниями в области физико-технических основ
построения систем электрической связи;
- приобретение студентами теоретических навыков по расчетам эффективных
систем электросвязи;
- обучение студентов принципам оптимальной фильтрации сигналов, прини-
маемых на фоне помех; оценки помехоустойчивости систем электросвязи;
синтеза и анализа оптимальных схем обработки сигналов.
- Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Теория электрической связи» относится к числу дисциплин базовой части профессионального цикла.
Для успешного усвоения данной дисциплины необходимо, чтобы студент владел знаниями, умениями и навыками, сформированными в процессе изучения дисциплин:
«Физика» – основные законы электричества и магнетизма; основы теории колебаний и волн;
«Математический анализ» – основы линейной алгебры над произвольными полями; основы дифференциального и интегрального исчисления функций одного и нескольких переменных; основные понятия теории функций комплексного переменного; основные методы решения простейших дифференциальных уравнений и систем дифференциальных уравнений;
«Теория вероятностей и математическая статистика» - основные понятия и методы теории вероятностей; основные виды вероятностных распределений;
«Теория электрических цепей» - методы анализа электрических цепей при гармонических и произвольных воздействиях;
«Теория радиотехнических сигналов» - спектральные и корреляционные характеристики аналоговых и дискретных детерминированных сигналов; виды модуляции; типовые нелинейные цепи и преобразование ими радиосигналов.
Дисциплина «Теория электрической связи» является предшествующей для изучения следующих базовых дисциплин: «Сети и системы передачи информации», «Техническая защита информации», «Основы проектирования защищенных ТКС», «Информационная безопасность ТКС».
- Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность к логическому мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач и выбору путей их достижения (ОК – 9);
способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности, развития социальных и профессиональных компетенций, изменения вида и характера своей профессиональной деятельности (ОК-10);
способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения (ПК-1);
способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач (ПК-2);
способность использовать языки, системы и инструментальные средства программирования в профессиональной деятельности (ПК-3);
способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ПК-9);
способность применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки и передачи информации, использовать компьютер как средство управления информацией (ПК-10);
способность осуществлять подбор, изучение и обобщение научно-технической информации, нормативных и методических материалов по методам обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных систем (ПК-11);
способность применять современные методы исследования с использованием компьютерной техники (ПК-12);
способность проводить математическое моделирование процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований (ПК-13);
способность формулировать задачи и проводить исследования телекоммуникационных систем и оценивать их эффективность (ПК-15);
способность осуществлять планирование и выполнение экспериментального исследования (ПК-16);
способность оценивать технические возможности и вырабатывать рекомендации по построению систем и сетей передачи информации общего и специального назначения (ПК-17);
способность проводить анализ проектных решений по обеспечению безопасности телекоммуникационных систем (ПК-19);
способность осуществлять рациональный выбор элементной базы обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных систем и их устройств (ПК-22);
способность участвовать в проведении научно-исследовательских работ при аттестации системы защиты информации с учетом требований к обеспечению информационной безопасности (ПК-23);
способность оценивать эффективность систем защиты информации в телекоммуникационных системах (ПК-24);
способность разрабатывать оперативные планы работы первичных подразделений (ПК-26);
способность разрабатывать предложения по совершенствованию системы управления информационной безопасностью телекоммуникационной системы (ПК-27);
способность использовать нормативные и правовые документы в своей профессиональной деятельности (ПК-28);
способность принимать участие в эксплуатации системы обеспечения информационной безопасности телекоммуникационных систем (ПК-31);
способность производить оценку технических характеристик телекоммуникационных систем (ПК-33);
способность проводить мониторинг, техническую диагностику средств защиты, оценку эффективности информационной безопасности защищенных телекоммуникационных систем (ПК-34).
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- общие закономерности построения современных систем электрической связи;
- основные показатели качества передачи сигналов по каналам электросвязи;
- основные принципы улучшения показателей качества передачи сигналов;
- принципы построения многоканальных систем электрической связи;
уметь:
- использовать полученные данные при анализе и разработке различных систем электрической связи;
- применять основные методы анализа радиотехнических систем обработки информации;
- использовать современную измерительную аппаратуру при экспериментальном исследовании систем электрической связи;
- пользоваться современной научно-технической информацией по электрической связи;
владеть:
- методами расчета помехоустойчивости систем электрической связи при передаче аналоговых и дискретных сообщений;
- методами оценки эффективности передачи сигналов в реальных каналах электрической связи;
- терминологией и научно-технической литературой в области передачи сообщений по каналам электрической связи;
- методами оптимального приема сигналов в каналах электрической связи.
- Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
5 | 6 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 88 | 52 | 36 |
В том числе: | | | |
Лекции (Л) | 44 | 26 | 18 |
Практические занятия (ПЗ) | 26 | 26 | 10 |
Семинары (С) | - | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | 8 | 4 | 4 |
Контрольные работы (КР) | - | - | - |
Самостоятельная работа (всего) | 90 | 54 | 36 |
В том числе: | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | - | - | - |
Расчетно-графические работы | - | - | - |
Коллоквиум | - | - | - |
Реферат | - | - | - |
Домашнее задание | 36 | 36 | 0 |
Другие виды самостоятельной работы (подготовка к занятиям, зачету) | 54 | 34 | 20 |
Вид промежуточной аттестации и его трудоемкость | 38 | Зачет (2) | Экзамен (36) |
Общая часов трудоемкость зачетных единиц | 216 | 108 | 108 |
6 | 3 | 3 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Теоретические основы построения систем электросвязи