Введение в специальность
| Вид материала | Пояснительная записка |
- Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
- А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
- Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
- Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
- Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
- Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
- В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
- Введение в специальность, 1423.7kb.
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-006/тип.
^ УСТРОЙСТВА ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-39 01 01 Радиотехника
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составитель:
А.И. Конойко, доцент кафедры радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат физико-математических наук
Рецензенты:
В.Ф. Ярмолицкий, ведущий научный сотрудник Института электроники Национальной академии наук Беларуси, кандидат физико-математических наук;
^ Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол № 5 от 07.03.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол
№ 9 от 03.03.2003 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 26.05.2003г.)
^
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Устройства оптической обработки сигналов» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.108-98 для специальности I-39 01 01 Радиотехника высших учебных заведений.
Основная цель и задача дисциплины состоит в том, чтобы дать студентам необходимые знания и привить первоначальные навыки по решению радиотехнических задач обработки сигналов нетрадиционными для радиоэлектроники оптическими методами.
Ряд задач по параллельной обработке широкополосных сигналов требует больших аппаратурных затрат, а иногда их решение, особенно в реальном времени, оказывается невозможным обычными радиоэлектронными методами. Поэтому оптические устройства, в силу их возможности производить быструю параллельную обработку больших массивов информации, являются весьма важным и существенным дополнением к электронным. С помощью оптических устройств очень просто и быстро реализуются такие важные интегральные операции над сигналами, как нахождение свертки и корреляции, осуществление преобразований Фурье, Гильберта, Лапласа и др. Студенты должны получить представление о существующих и разрабатываемых системах и устройствах оптической обработки информации. Изучение дисциплины должно помочь студентам при решении конкретных задач, сделать правильный выбор методов и устройств оптической обработки сигналов.
Для успешного усвоения программного материала дисциплины «Устройства оптической обработки сигналов» необходимо знание следующих дисциплин:
1. Математика (дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения, векторный и тензорный анализ).
2. Физика (колебания и волны, оптика, акустика, физика твердого тела, квантовая теория).
3. Радиотехнические цепи и сигналы.
4. Антенны и устройства СВЧ.
5. Импульсные и цифровые устройства.
В результате освоения программного материала этой дисциплины радиоинженер сможет находить общий язык с представителями смежных профессий: специалистами в области оптики, лазерной техники и квантовой физики, оптоэлектроники, что поможет ему успешно осваивать, разрабатывать и эксплуатировать перспективные образцы новой техники, создаваемой на стыке научных дисциплин.
В результате освоения курса «Устройства оптической обработки сигналов» студент должен:
знать:
- возможности, устройство и области применения систем и устройств оптической обработки сигналов;
- математический аппарат оптической обработки сигналов;
- методики расчета основных элементов и узлов устройств оптической обработки информации;
- принципы конструирования и технологии изготовления оптических и оптоэлектронных элементов;
- элементную базу устройств оптической обработки сигналов и уметь делать правильный выбор элементов;
- виды устройств обработки сигналов и их основные конструктивные решения;
уметь характеризовать:
- основные методы оптической обработки сигналов;
- основные физические и конструктивные принципы построения устройств оптической обработки сигналов;
уметь анализировать:
- оптические системы устройств оптической обработки сигналов;
- отдельные элементы оптических систем устройств оптической обработки сигналов;
приобрести навыки:
- в работе с лазерной техникой, применяемой в оптической обработке сигналов;
- в наладке простейших оптических систем.
Программа рассчитана на объем 68 учебных часов, которые могут быть распределены на лекции - 34 часа, практические занятия - 17 часов и лабораторные - 17 часов.
^
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. Оптическая обработка сигналов
Тема 1.1. Введение
1.1.1. Световое поле как переносчик информации.
1.1.2. Роль и место УООС в системе технических наук.
1.1.3. Области применения и перспективы оптической обработки информации.
Тема 1.2. Математический аппарат
оптической обработки сигналов
1.2.1. Интегральное преобразование в оптических системах.
1.2.1.1. Явления, сопровождающие распространение световых волн. Принцип Гюйгенса-Френеля.
1.2.1.2. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
1.2.1.3. Преобразование Фурье в оптических системах.
1.2.1.4. Некоторые свойства оптического преобразования Фурье.
1.2.1.5. Вычисление интегралов свертки и корреляции в оптических системах.
1.2.2. Взаимодействие световых полей. Интерференция света.
1.2.2.1. Понятие пространственной и временной когерентности. Длина когерентности.
1.2.2.2. Связь длины когерентности с шириной спектра оптического излучения.
1.2.2.3. Суперпозиция световых полей, различающихся по частоте и фазе. Оптическое гетеродирование.
Раздел 2. Устройства оптической обработки
сигналов и их применения
Тема 2.1. Оптические процессоры с записью
сигналов на фотоматериал
2.1.1. Пространственно-частотная согласованная фильтрация.
2.1.2. Многоканальная пространственно-частотная согласованная фильтрация.
2.1.3. Оптическая корреляция.
2.1.4. Многоканальная оптическая корреляция.
2.1.5. Оптическое улучшение качества, восстановление и улучшение изображений.
Тема 2.2. Анализ спектра радиосигналов
2.2.1. Методы анализа спектра радиосигналов.
2.2.2. Многоканальный анализ спектра радиосигналов.
2.2.3. Обработка импульсных радиолокационных сигналов.
2.2.4. Анализ широкополосных высокочастотных сигналов.
Тема 2.3. Другие виды устройств обработки сигналов
2.3.1. Обработка сигналов от фазированных антенных решеток.
2.3.2. Обработка сигналов РЛС с синтезированной апертурой.
2.3.3. Когерентные оптические фильтры для цифровых линий связи.
Тема 2.4. Акустооптические устройства обработки сигналов
2.4.1. Основы теории дифракции света на ультразвуке.
2.4.2. Акустооптические пространственно-временные модуляторы света.
2.4.3. Акустооптические анализаторы света.
2.4.4. Акустооптическая корреляционная обработка сигналов.
Тема 2.5. Элементная база устройств
оптической обработки сигналов
2.5.1. Источники света.
2.5.1.1. Основные характеристики источников света. Переход от световых величин к энергетическим.
2.5.1.2. Некогерентные источники света. Лампы накаливания. Газоразрядные лампы. Светодиоды.
2.5.1.3. Когерентные источники света (лазеры).
2.5.1.3.1. Газовые лазеры.
2.5.1.3.2. Твердотельные лазеры.
2.5.1.3.3. Перестраиваемые лазеры.
2.3.1.3.4. Полупроводниковые лазеры.
2.5.2. Оптические элементы и системы.
2.5.2.1. Определение хода лучей в оптической системе. Формула тонкой линзы.
2.5.2.2. Разрешающая способность оптической системы. Дифракционный предел. Аберрации оптических систем.
2.5.2.3. Геометрические преобразования световых полей в оптических системах.
2.5.3. Пространственно-временные модуляторы света (ПВМС).
2.5.3.1. Основные характеристики пространственно-временных модуляторов.
2.5.3.2. Электрооптические ПВМС.
2.5.3.3. Магнитооптические ПВМС.
2.5.3.4. Жидкокристаллические ПВМС.
2.5.3.5. Акустооптические ПВМС.
2.5.3.6. Электромеханические ПВМС.
2.5.3.7. Преобразователи свет-свет.
2.5.4. Методы детектирования оптических сигналов.
2.5.4.1. Основные характеристики фотоприемников.
2.5.4.2. Фотоэлементы.
2.5.4.3. Фотоумножители.
2.5.4.4. Электронно-оптические преобразователи.
2.5.4.5. Телевизионные передающие трубки с внешним фотоэффектом.
2.5.4.6. Фотодиоды. Режим фотоЭДС, фотодиодный режим, лавинный режим.
2.5.4.7. Фототранзисторы.
2.5.4.8. Линейки и матрицы фотодиодов. Приборы с зарядовой связью.
2.5.4.9. Передающие телевизионные трубки с внутренним фотоэффектом.
2.5.4.10. Тепловые приемники излучения.
2.5.5. Фоточувствительные материалы.
2.5.5.1. Основные характеристики фоточувствительных материалов.
2.5.5.2. Галоидосеребряные материалы.
2.5.5.3. Фотохромные материалы.
2.5.5.4. Фототермопластические материалы.