 |
|
Пререквизиты дисциплины.
Для освоения изучаемого курса студент должен знать:
разделы математики:
· векторный анализ, дифференциальные операторы,
· дифференциальные уравнения первого и второго порядка, контурные,
· поверхностные и объемные интегралы, комплексные числа и функции и действия над ними,
· матрицы и действия над ними,
· а также раздела физики – электромагнитные явления.
Постреквизиты курса.
· знать основные уравнения, описывающие электромагнитное поле, энергетические соот-ношения и понимать физические процессы, происходящие в нем;
· оценивать электродинамические свойства произвольной среды на заданной частоте, рас-считывать амплитуду, скорость распространения и длину волны, а также определять вид поляризации поля плоской волны в произвольной среде на заданном расстоянии;
· понимать физические процессы, происходящие на границе раздела сред, определять углы преломления и отражения плоских волн;
· знать общие свойства волн, распространяющихся в линиях передачи, уметь анализиро-вать структуру электромагнитного поля в различных линиях передачи, включая полые и диэлектрические волноводы, коаксиальные, двухпроводные и оптоволоконные линии, выбирать оптимальный для конкретной ситуации тип линий передачи и рассчитывать их технические характеристики;
· иметь представление о резонаторах и фильтрах СВЧ и методах их расчета;
· рассчитывать характеристики поля элементарных излучателей;
· получить навыки практической работы с лабораторными макетами для изучения структуры электромагнитных полей, а также с современной измерительной аппаратурой.
Распределение часов по кредитам и видам занятий
| Семестр | Кол-во кредитов | Распределение часов по семестрам и виды занятий | СРС | Всего | Вид контроля | |||
| Лекции | Практические занятия (семинарские) | Лабораторные занятия | СРСП | |||||
| Экзамен | ||||||||
| Всего: | Экзамен |
4. Краткое содержание дисциплины.
Общие сведения об электромагнитных волнах. Классификация диапазонов частот. Методы определения. Классификация ВЧ, НЧ генераторов.
Содержание дисциплины
5.1 КТП лекций (календарно-тематический план лекций)
Количество лекционных часов 15
| № | Дата | Тема лекции | Форма проведения лекции | ТСО и методы активизации познавательной деятельности | Рекомендуемая литература |
| 1. | 02.09 03.09 05.09 07.09 | Цели, задачи и содержание дисциплины «Теория передачи электромагнитных волн». Теория передачи электромагнитных волн и современная радиотехника, роль электродинамики в развитии науки, систем связи и вешания, телекоммуникации | Информационная | Опрос | Осн. 1,4, 5; доп. 1,2 |
| 2. | 09.09 10.09 12.09 14.09 | Векторы электромагнитного поля и электродинамические параметры среды, единицы их измерения. Классификация сред. Уравнения Максвелла. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,4, 5; доп. 1,2 |
| 3. | 16.09 17.09 19.09 21.09 | Принцип перестановочной двойственности. Система уравнений Максвелла для монохроматического поля в комплексной форме. Граничные условия. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1-3, 5, 7; доп. 1,2. |
| 4. | 23.09 24.09 26.09 28.09 | Теорема Умова - Пойнтинга. Основные теоремы и принципы. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1-3, 5, 7; доп. 1,2. |
| 5. | 30.09 01.10 03.10 05.10 | Постановка задач электродинамики. Понятие о математических моделях реальных электродинамических задач. Прямая и обратная, внутренние и внешние задачи электродинамики. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1-3, 5, 7; доп. 1,2. |
| 6. | 07.10 08.10 10.10 12.10 | Волновой характер электромагнитного поля. Электродинамические потенциалы. Излучение электромагнитных волн. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1-4, 7,8; доп. 1,2. |
| 7. | 14.10 15.10 17.10 19.10 | Элементарные излучатели. Плоские волны. Отражение и преломление и носких волн на границе раздела двух сред. Дифракция и рефракция электромагнитных волн. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1-4, 7,8; доп. 1,2. |
| 8. | 21.10 22.10 24.10 26.10 | Направляемые электромагнитные волны. Понятие о линиях передачи. Типы регулярных линий передачи. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1-4, 7,8; доп. 1,2. |
| 9. | 28.10 29.10 31.10 02.11 | Классификация направляемых волн. Общая теория волн Т, Е, Н и НЕ типов. Коэффициент распространения, критическая частота, условия распространения волн по линии передачи, фазовая скорость и длина волны в линии, групповая скорость и скорость распространения энергии, дисперсия, концепция парциальных волн, затухание волн в регулярных линиях. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 10. | 04.11 05.11 07.11 09.11 | Прямоугольные волноводы, круглые волноводы, волноводы специальной формы, коаксиальная линия передачи, полосковые линии передача, двухпроводная линия передачи, световоды и линии передачи поверхностных волн. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 11. | 11.11 12.11 14.11 16.11 | Процессы, происходящие в линиях передачи конечной длины. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 12. | 18.11 19.11 21.11 23.11 | Неоднородности в линиях передачи. Объёмные резонаторы. Общая теория резонаторов. Квазистационарные резонаторы. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 13. | 25.11 26.11 28.11 30.11 | Проходной резонатор, резонатор бегущих волн. Способы возбуждения колебаний и резонаторах. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 14. | 02.12 03.12 05.12 07.12 | Фильтры и фазокорректирующие цепи СВЧ и оптического диапазона. Согласование линий передачи СВЧ. Управляющие элементы СВЧ и оптического диапазона. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 15. | 09.12 10.12 12.12 14.12 | Применение ферритовых элементов в технике СВЧ. Перспективы и проблемы развития теории поля и техники СВЧ. | Информационная, обзорная | Опрос | Осн. 2 - 5, 7,8; доп. 1,2. |
5.2 КТП ПЗ(календарно-тематический план практических занятий)
Количество практических занятий часов 15
| № | Дата | Название работы | Форма и методы проведения практических занятий | Форма контроля | Рекомендуемая литература |
| 1. | 03.09- 10.09 | Электростатические и стационарные поля | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
| 2. | 17.09- 24.09 | Плоские полны в однородной изотропной среде | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
| 3. | 01.10- 08.10 | Волновые явления на границе раздела двух сред. | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
| 4. | 15.10- 22.10 | Элементарные излучатели | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
| 5. | 29.10- 05.11 | Линии передачи с волнами Т-типа | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
| 6. | 12.11- 19.11 | Объемные резонаторы | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
| 7. | 26.11- 03.12 | Устройства СВЧ | Решение уравнений и систем уравнений с разными значениями и параметрами. | Отчет и выводы | Осн. 1-4 доп. 1,2 |
5.3 КТП ЛЗ(календарно-тематический план лабораторных занятий)
Количество лабораторных занятий часов 15
| № | Дата | Название работы | Форма и методы проведения лабораторных занятий | Форма контроля | Рекомендуемая литература |
| 1. | 05.09- 12.09 | Исследование волновых явлений при падении плоской волны на границу 2-х диалектиков | 1. допуск 2. выполнение 3. защита | защита лабор. работы | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 2. | 19.09- 26.09 | Исследование волновых явлений при падений плоской волны на металлическую поверхность. | 1. допуск 2. выполнение 3. защита | защита лабор. работы | Осн. 2-5, 7,8; доп. 1,2. |
| 3. | 03.10- 10.10 | Исследование электромагнитного поля, создаваемого элементарными излучателями | 1. допуск 2. выполнение 3. защита | защита лабор. работы | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 4. | 17.10- 24.10 | Исследование электромагнитного поля в коаксиальной (полосовой) линии. | 1. допуск 2. выполнение 3. защита | защита лабор. работы | Осн. 2-5, 7,8; доп. 1,2. |
| 5. | 31.10- 07.11 | Исследование объемных резонаторов | 1. допуск 2. выполнение 3. защита | защита лабор. работы | Осн. 1,2 4,7; доп. 1,2. |
| 6. | 14.11- 21.11 | Исследование ферритовых устройств СВЧ | 1. допуск 2. выполнение 3. защита | защита лабор. работы | Осн. 2-5, 7,8; доп. 1,2. |
Задания на СРС
| № | Тема и содержание СРС | Рекоменд. лит-ра (№, стр.) | Форма контроля | Срок сдачи |
| Компьютерные методы решение задач электродинамики. Распространение ЭМВ в авизированной среде. | Осн: 1[387-406], [327-346], 10[340-375] | Устный конспект | 2 неделя | |
| Поверхностные ЭМВ и замедляющие системы. Распространение ЭМВ в различных средах. | Осн: 1[310-326], 10[350-375]. Доп: 6[321-354] | Устный конспект | 4 неделя | |
| Отражение и преломление плоских ЭМВ. Статические и стационарные поля. | Осн: 7[182-220], 6[227-240]. | Устный конспект | 4 неделя | |
| Волновые уравнения. Система уравнений ЭМП. | Осн: 7[26-72], 6[59-112], 7[118-143]. | Устный конспект | 7 неделя | |
| Изучение ЭМВ. Направляющие системы. | Осн: 1[128-148], 7[220-277] | Устный конспект | 9 неделя | |
| Электромагнитные поля в объемных резонаторах. Поперечные волны в направляющих системах. | Осн: 6[501-509], 7[277-303], 1[231-255], 6[277-279]. | Устный конспект | 9 неделя | |
| Объемные резонаторы. Добротность. Прямоугольный и цилиндрический резонаторы. Коаксиальные и открытые резонаторы. | Осн: 6[473-487], 7[277-303], 1[231-255] | Устный конспект | 12 неделя | |
| Теория переменных полей. | Осн: 6[171-205], 7[26-62]. | Устный конспект | 14 неделя |
Для организации СРС необходимо:
- выдать задания СРС в начале семестра;
- разработать текущий и рубежный формы контроля;
- установить время консультаций по СРС.