Политика и процедура курса

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ

Литвинов Юрий Георгиевич – старший преподаватель кафедры №10 «Авиационная техника и технологии»

Каипбек Гульсанат Мэлсовна – преподаватель кафедры №10 «Авиационная техника и технологии»

Время проведения согласно графику на кафедре.

ОПИСАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

курс	семестр	число кредитов	Распределение академических часов по семестрам и видам занятий	Всего часов	Форма итогового контроля
Аудиторные занятия	Самостоятельная работа студента
Л	ПЗ	СЗ	ЛЗ	ИТОГО	СРСП	СРС
					-	-					экзамен

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью преподавания данной дисциплины является подготовка специалистов в области обеспечения функционирования антенно-фидерных устройств в авиационных радиотехнических системах, системах радиосвязи, телевидения и вещания с учетом особенностей распространения радиоволн различных диапазонов.

Основными задачами изучения дисциплины являются:

Изучение студентами основных типов фидерных линий и элементов фидерного тракта,

основные параметры передающих и приемных антенн,

основные типы антенн: вибраторные, апертурные, антенные решетки и т.д.,

распространение радиоволн в свободном пространстве и земной атмосфере.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны знатьперечисленные выше теоретические вопросы и уметь правильно выбрать необходимую антенну и фидерную линию, рассчитать их параметры и провести при необходимости их согласование, уметь проводить энергетический расчет различных линий связи, с учетом условий распространения радиоволн, параметров антенн, передатчика и приемника.

ПРЕРЕКВИЗИТЫ И ПОСТРЕКВИЗИТЫ

Курс « Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн» основан на усвоении курса физики и теории электрических цепей и необходим для изучения предметов охватывающих радиотехнические авиационные системы, радиолокацию, радиопеленгацию и радионавигацию, системы связи, дистанционное управление летательными аппаратами.

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ

№	Наименование тем	Количество часов
всего	лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия	СРСП	СРС
	Основы электродинамики
	Характеристики и свойства волн
	Линии передачи высокочастотной энергии
	Волноводы
	Параметры передающих и приемных антенн
	Вибраторные антенны
	Влияние земли на характеристики направленности антенн
	Апертурные антенны
	Антенные решетки
	Особенности антенн различного назначения и диапазонов
	Антенны авиационные
	Тенденции и перспективы развития антенной техники
	Общие вопросы распространения радиоволн
	Строение атмосферы
	Влияние ионосферы на распространение радиоволн
	Особенности распространения радиоволн различных диапазонов
	Атмосферные и космические помехи

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ПО РАЗДЕЛАМ ИЛИ ТЕМАМ

1. Основы электродинамики (3часа)

1.1 Предпосылки зарождения радиотехники (1 час)

Рассмотрены основные эксперименты, заложившие основы радиотехники.

Опыты Эрстеда, Фарадея, Ампера, Герца.

1.2 Используемые в радиотехнике частоты электромагнитных колебаний (1час)

Рассмотрены диапазоны частот, применяемые в радиотехнике, особенности их распространения в земной атмосфере и области применения.

1.3 Уравнения Максвелла (1час)

Уравнения Максвелла и их физический смысл. Ток смещения.

2. Характеристики и свойства волн (2 часа)

2.1 Волны: их характеристики и свойства (1час)

Уравнение волны. Дифракция, интерференция, дисперсия и рефракция волн. Стоячие волны.

2.2 Эффект Доплера и его применение в радиотехнике (1час)

Рассмотрен эффект Доплера на примере звуковой волны, выведены основные соотношения для доплеровской частоты. Рассмотрены варианты применения эффекта в авиации.

3. Линии передачи высокочастотной энергии (4 часа)

3.1 Основы цепей с распределенными параметрами (1 час)

Бегущая волна в линии бесконечной длины. Волновое сопротивление. Эквивалентные схемы линии. Распределение электромагнитного поля вдоль линии.

3.2 Линии передачи конечной длины (1 час)

Линии разомкнутые и замкнутые на конце. Стоячие волны в линии.

3.3 Входное сопротивление линий нагруженных на несогласованную нагрузку (1час)

Входное сопротивление линий различной длины разомкнутых на конце. Входное сопротивление линий различной длины замкнутых на конце. Входное сопротивление линий нагруженных на сопротивление неравное волновому сопротивлению.

3.4 Пассивные устройства на основе линий передач (1час)

Направленные ответвители, мосты, согласующие устройства, металлические изоляторы.

4. Волноводы (2 часа)

4.1 Распространение электромагнитных волн в волноводе (1 час)

Электромагнитное поле на границе 2-х сред. Электромагнитное поле в волноводах.

4.2. Колебательные системы СВЧ (1 час)

Резонаторы

5. Параметры передающих и приемных антенн (1час)

Излучение электромагнитных волн. Длинные линии и колебательный контур как источник электромагнитных волн. Фронт, луч, поляризация электромагнитных волн.

6. Вибраторные антенны (2 часа)

6.1 Симметричный вибратор (диполь) (1час)

Излучение и характеристики симметричного вибратора. Сложные вибраторы. Рамочные антенны.

6.2 Многовибраторные антенны (1 час)

Антенны из двух вибраторов. Директорная антенна. Логопериодическая антенна.

7. Влияние земли на характеристики антенн (1 час)

Влияние земли на излучение антенн. Четвертьволновой вибратор. Противовес.

8. Апертурные антенны (3 часа)

8.1 Зеркальные и линзовые антенны (1 час).

Принцип работы и устройство различных зеркальных антенн. Принцип работы и разновидности линзовых антенн.

8.2 Волноводные и рупорные излучатели (1 час)

Излучение открытого конца волновода. Работа и характеристики рупорного излучателя. Рупорно-параболическая антенна.

8.3 Разновидности апертурных антенн. Методы снижения бокового излучения апертурных антенн (1 час)

9.Антенные решетки (2 часа)

9.1 Волноводно-щелевые антенны (1 час)

Принцип работы и применение в авиации.

9.2 Антенны бегущей волны, диэлектрические и спиральные антенны (1 час)

Принцип работы, формирование диаграммы направленности и применение.

10. Особенности антенн различного назначения и диапазонов (2часа)

Характерные особенности антенн в зависимости от частоты. Антенны УКВ: телевизионные, радиорелейных линий и космической связи, системы подвижной радиосвязи. Антенны коротких. Средних и длинных волн.

10.1. УКВ Антенны

Принцип работы и применение.

10.2 Антенны коротких. Средних и длинных волн

Принцип работы и применение.

11.Самолетные антенны (1 час)

Антенны для ближней и дальней связи. Антенны локаторов и радиокомпасов.

12. Тенденции и перспективы развития антенной техники (1 час)

Антенны с обработкой сигналов, многолучевые антенные решетки, активные антенны. Вопросы миниатюризации антенн.

13. Общие вопросы распространения радиоволн(1 час)

Классификация радиоволн по диапазону и способу распространения. Определение области пространства, существенной при распространении радиоволн.

14. Строение атмосферы (1час)

Распределение температуры, состава и давления с высотой.

15. Ионосфера и ее влияние на распространение радиоволн (2часа)

15.1 Строение ионосферы (1час)

Возникновение, состав, слои. Использование ионосферы для оценки космической погоды.

15.2 Влияние ионосферы на радиоволны различных частотных диапазонов (1 час)

Распределение электронной концентрации с высотой. Прохождение радиоволн с различной частотой через ионосферу. Влияние ионосферы на точность навигационных систем.

16.Особенности распространения и области применения радиоволн различных диапазонов (1час)

Особенности распространения оптических волн. Распространение УКВ на космических трассах. Замирания и зоны молчания. Распространение средних длинных и сверхдлинных волн.

17. Атмосферные и космические помехи (1 час)

Причины возникновения помех. Влияние помех на качество связи в различных частотных диапазонах.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

1.Тема: Основы электродинамики (3 часа)

Вопросы (задания)

1.1. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках (1 час)

1.2. Используемые в радиотехнике частоты электромагнитных колебаний (1час)

1.3.Уравнения Максвелла (1час)

2. Тема: Характеристики и свойства волн (2часа)

Вопросы (задания)

2.1. Свойства волн (1час)

2.2.Суперпозиция волн с близкими частотами. Эффект Доплера (1час)

3. Тема: Линии передачи высокочастотной энергии (4часа)

Вопросы(задания)

3.1. Линии с распределенными параметрами (1час)

3.2. Линии с несогласованной нагрузкой. Стоячие волны. Входное сопротивление (2часа)

3.3. Применение линий (1 час)

4.Тема: Волноводы (1 час)

Вопросы(задания)

4.1. Назначение и применение волноводов (1 час)

5. Тема: Параметры передающих и приемных антенн (2 час)

Вопросы (задания)

5.1. Измерение коэффициента стоячей волны. Сравнение передающих и приемных антенн (2 часа)

6. Тема: Вибраторные антенны (1час)

Вопросы (задания)

6.1. Применение рамочных антенн (1 час)

7. Тема: Влияние земли на характеристики направленности антенн (1час)

Вопросы (задания)

7.1. Противовесы (1час)

7. Тема: Влияние земли на характеристики направленности антенн(1 час)

Вопросы (задания)

7.1. Влияние земли на излучение антенн ( 1 час)

8. Тема: Апертурные антенны (1час)

Вопросы (задания)

8.1. Волноводные и рупорные излучатели (1 час)

8.2. Зеркальные и линзовые антенны (1 час).

9. Тема: Антенные решетки (2часа)

Вопросы ( задания)

9.1. Волноводно-щелевые антенны (1 час)

9.2. Антенны бегущей волны, диэлектрические и спиральные антенны (1 час)

10.Тема: Особенности антенны различного назначения и диапазонов (2 часа)

Вопросы (задания)

10.1.Антенны телевизионные, радиорелейных линий и космической связи, системы подвижной радиосвязи. Антенны коротких. Средних и длинных волн.(2 часа)

11. Тема: Антенны авиационные (час)

Вопросы (задания)

11.1. Конструктивные особенности авиационных антенн (1час)

12. Тема: Тенденции и перспективы развития антенной техники (1 час)

Вопросы (задания)

12.1. Типы антенн. Применение современной техники (1 час)

13.Тема: Общие вопросы распространения радиоволн (1 час)

Вопросы (задания)

13.1. Классификация радиоволн по диапазону и способу распространения. ( 1 час)

14. Тема: Строение атмосферы (1 час)

Вопросы (задания)

14.1. Особенности распространения радиоволн в тропосфере (1час)

15. Тема: Влияние ионосферы на распространение радиоволн (2 часа)

Вопросы(задания)

15.1. Влияние ионосферы на радиоволны различных частотных диапазонов, их особенности и область применения (2часа)

16. Тема: Особенности распространения радиоволн различных диапазонов (1час)

Вопросы (задания)

16.1. Особенности распространения радиоволн различных диапазонов через ионосферу (1час)

16.2.Распространение УКВ на космических трассах. (1 час)

17.Тема: Атмосферные и космические помехи (2часа)

Вопросы (задания)

17.1.Причины возникновения различных видов шумов (1 час)

17.2.Тепловые шумы антенн (1час)

ЗАДАНИЯ СРСП

1.Свободные и связанные заряды. Ток смещения.

2.Электростатическое поле. Закон Кулона.

3.Электростатическое поле. Вектор напряженности электростатического поля.

4.Электрическое поле в диэлектрике. Свободные и связанные заряды.

5.Вектор электростатической индукции. Поток индукции.

6.Теорема Гаусса.

7.Потенциал электростатического поля.

8.Проводники в электростатическом поле.

9.Диэлектрики в электростатическом поле

10.Электрическая емкость проводников

11.Накопители заряда конденсаторы.

12.Электрический ток. Ток проводимости.

13.Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников.

14.Разветвленные цепи. Правило Кирхгофа.

15.Работа, мощность и тепловое действие тока.

16.Основы электронной теории металлов

17.Магнитное поле тока.

18.Закон Био-Савара-Лапласа

19.Действие магнитного поля на ток. Взаимодействие параллельных токов.

20.Циркуляция вектора напряженности магнитного поля.

21.Поток вектора магнитной индукции.

22.Движение зарядов в магнитном поле.

23.Явление электромагнитной индукции

24.Природа и величина электродвижущей силы индукции.

25.Взаимная индукция. Трансформаторы.

26.Самоиндукция. Вихревые токи

27.Колебательный контур

28.Уравнения Максвелла.

29.Свободные электромагнитные волны

30.Луч, фронт, поляризация электромагнитной волны

ЗАДАНИЯ СРС

В качестве СРС планируются тематические материалы, не вошедшие в аудиторные занятия.

1.Процесс излучения радиоволн элементарным вибратором.

2.Структура электромагнитных полей возле границы двух сред (граничные условия).

3.Понятие о длинных линиях.

4.Эквивалентная схема линий.

5.Типы линий для передачи высокочастотной электромагнитной энергии.

6.Бегущие волны в линии.

7.Электромагнитное поле бегущих волн.

8.Стоячие волны в разомкнутой линии.

9.Входное сопротивление разомкнутой линии.

10.Стоячие волны в короткозамкнутой линии.

11.Входное сопротивление короткозамкнутой линии.

12.Смешанные волны в линии.

13.Согласование линий.

14.Симметрирующие устройства.

15.Применение отрезков линий. Металлические изоляторы. Колебательные контура.

16.Волноводы.

17.Поперечно-электрическая волна в волноводе.

18.Схема превращения двухпроводной линии в волновод.

19.Предельная волна в волноводах.

20.Возбуждение волн в волноводах.

21.Понятие об излучении электромагнитной энергии.

22.Диапазоны радиоволн.

23.Геофизические факторы, влияющие на распространение радиоволн.

24.Три основных области атмосферы, неодинаково пропускающие радиоволны.

25.Строение ионосферы.

26.Основные физические характеристики тропосферы и стратосферы.

27.Распространение волн СЧ, НЧ и ОНЧ.

28.Распространение волн диапазона ВЧ.

29.Распространение волн диапазонов ОВЧ, УВЧ и СВЧ.

30.Примеры использования мириаметровых и километровых волн.

31.Примеры использования гектометровых и декаметровых радиоволн.

32.Области применения метровых и дециметровых радиоволн.

33.Взаимная индукция. Трансформаторы.

34.Области применения сантиметровых и миллиметровых радиоволн.

35.Полуволновый вибратор и его характеристики.

36.Характеристика направленности антенны.

37.Характеристика направленности антенны.

38.Направленные свойства антенны из двух вибраторов.

39.Антенны из двух вибраторов, расположенных на расстоянии .

40.Многовибраторная антенна.

41.Рефлектор и директор.

42.Устройство директорной антенны.

43.Влияние Земли на характеристику антенны.

44.Несимметричный (заземленный) вибратор

45.Настройка несимметричного вибратора.

46.Поле излучения несимметричного вибратора.

47.Понятие противовеса.

48.Практическое устройство противовесов.

49.Получение однонаправленности вибратора с пассивным рефлектором.

50.Широкополосные симметричные вибраторы.

51.Антенны декаметровых волн.

52.Линейные остронапрвленные антенны.

53.Ромбическая антенна

54.Антенны бегущей волны.

55.Основные типы антенн гектаметровых, километровых и мириаметровых волн.

56.Рамочные антенны.

57.Активные антенны.

58.Логопериодическая антенна.

59.Магнитные антенны.

60.Апериодические антенны.

61.Общие сведения об апертурных антеннах.

62.Рупорные антенны.

63.Линзовые антенны.

64.Зеркальные антенны.

65.Щелевые антенны.

66.Антенные решетки.

67.Сканирующие антенные решетки.

68.Фазированные антенные решетки.

69.Антенны летательных аппаратов.

70.Антенны вращающейся поляризации.

71.Антенны поверхностных волн.

72.Диэлектрические антенны.

73.Измерение фидерных линий.

74.Измерение диаграммы направленности антенны.

75.Измерение поляризационной характеристики антенны.

76.Микрополосковые антенны.

77.Проволочные самолетные антенны радиосистем дальней связи.

78.Самолетные антенны верхнего питания для радиосистем дальней связи.

79.Шлейфовые самолетные антенны радиосистем дальней связи.

80.Пазовые самолетные антенны для дальней радиосвязи.

81.Штыревые самолетные антенны радиосистем ближней связи.

82.Печатные самолетные антенны радиосистем ближней связи.

83.Самолетные поверхностные антенны для ближней радиосвязи.

84.Параболическая зеркальная антенна и ее диаграмма направленности.

85.Структура и принцип работы рамочной антенны (вместе с гониометром) для автоматического радиокомпаса.

86.Методы снижения радиолокационной заметности объекта.

87.Радиосистемы ближней связи.

88.Радиосистемы дальней связи.

89.Явления рефракции и дифракции радиоволн.

90.Интерференция радиоволн.

ПОЛИТИКА И ПРОЦЕДУРА КУРСА

Для более качественной учебной деятельности необходимо чтобы дисциплинарное поведение студентов оценивалось. Предлагается следующая система оценки поведения.

№	Критерий оценки поведения	Кол-во баллов
1.	Опоздание на занятие и пропуски занятий	-1
2.	Пользование сотовыми телефонами во время занятий	-2
3.	Плохое поведение во время занятий	-2
4.	Пассивное поведение во время занятий	-1
5.	Активное участие на практических занятиях	+3
6.	Другие критерии	-