- Знать основы методов квантовой радиофизики, физические принципы работы приборов квантовой электроники, их устройство, характеристики и параметры;
- Уметь работать с приборами квантовой электроники при постановке физических экспериментов и различного рода технических применениях.
- Владеть навыками оптические методов обработки информации и проведения расчетов простейших квантовых моделей
- Иметь представление о роли квантовой радиофизики в современной науке, технике и технологии, об истории развития методов квантовой радиофизики, о возможных их применениях в различных областях науки.
.
4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля
| Виды занятий и формы контроля | Объем по семестрам | |
| 5-й сем. | 7-сем. | |
| Лекции (Л), час. | 36 | 108 |
| Практические занятия (ПЗ), час. | 36 | 36 |
| Самостоятельная работа (СР), час. | 54 | 90 |
| Курсовые проекты (КП), шт. | 1 | - |
| Расчетные задания, шт. | - | 1 |
| Зачеты, (З), шт. | 1 | - |
| Экзамены, (Э), шт. | 1 | |
| Общая трудоемкость дисциплины составляет 360 часов. | ||
1.3.04 Дисциплина Б3.В.04 Устройства СВЧ и антенны
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 3 зач. ед. (72 часа)
1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является формирование у студента профессиональных компетенций в области - фундаментальных основ СВЧ-электроники, необходимых для подготовки бакалавров, способных к использованию и созданию сверхвысокочастотных (СВЧ) излучений, колебаний и волн как в научных лабораториях, так и в условиях производства, другой практической деятельности.
2. Место дисциплины в рабочем учебном плане
Дисциплина Б3.В.04 «Физические основы СВЧ-электроники» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физическая оптика и квантовая электроника» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в седьмом семестре. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика», «Математическая физика», «Электродинамика» и «Электроника и микроэлектроника». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующей дисциплины Б3.В.06 «Специальные вопросы радиофизики» и также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современной СВЧ электроники и ее приложений, в частности, систем передачи и приема информации.
3. Основные дидактические единицы (разделы)
| № | Разделы дисциплины по РПД | Объем занятий, час | ||
| Л | ПЗ | СР | ||
| 1 | Линии передачи и элементы СВЧ-тракта | 4 | 2 | 2 |
| 2 | Матричное описание многополюсников СВЧ | 6 | 3 | 3 |
| 3 | Методы анализа и синтеза устройств СВЧ | 8 | 4 | 4 |
| 4 | Управляющие устройства СВЧ | 8 | 4 | 4 |
| 5 | Основы теории антенн. Параметры антенн в передающем и приемном режимах | 6 | 3 | 3 |
| 6 | Параметры антенн в передающем и приемном режимах. Линейные излучающие системы. Апертурные антенны. Антенны различных диапазонов волн | 4 | 2 | 2 |
| Общая трудоемкость 72 час | 36 | 18 | 18 | |
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
типовые узлы и элементы СВЧ техники, их электрические модели и конструкции, применяемыми в системах автоматизированного проектирования устройств СВЧ и антенн.
.уметь:
применять математические модели антенных систем и соответствующие методы расчетов с целью анализа и оптимизации параметров с использованием средств компьютерного проектирования
владеть:
- навыками экспериментального исследования антенных систем и трактов СВЧ с упором на автоматизацию измерений. Понимание проблем воздействия СВЧ на окружающую среду и методов защиты от радио излучений.
Иметь представление:
о волновом уравнении, формулировке граничных условий, об энергетических соотношениях для различных сред, плоских электромагнитных волнах в изотропных и гиротропных средах, цилиндрических и сферических волнах в однородной среде, фазовой и групповой скоростях распространения волн, возбуждении электромагнитных волн заданными источниками, электромагнитных волнах в разнообразных направляющих системах и резонансных объемах.
4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля
| Виды занятий и формы контроля | Объем по семестрам |
| 7-й семестр | |
| Лекции, ч/нед | 2 |
| Практические занятия, ч/нед | 2 |
| Самостоятельные занятия, ч/нед | 2 |
| Экзамены, шт/сем | 1 |
Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа.
1.3.05 Дисциплина Б3.В.05 Введение в статистическую радиотехнику
Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (65 часов)
1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью изучения дисциплины является усвоение прикладных методов теории вероятностей, теории случайных процессов и математической статистики, применяемых при решении задач анализа и синтеза радиотехнических и телекоммуникационных устройств и систем, а также при планировании, проведении и статистическом анализе результатов моделирования и физических экспериментов.
2. Место дисциплины в учебном плане
Дисциплина Б3.В.05 «Введение в статистическую радиотехнику» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физическая оптика и квантовая электроника» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в седьмом семестре. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика», «Математическая физика», «Электродинамика» и «Электроника и микроэлектроника». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующей дисциплины Б3.В.06 «Специальные вопросы радиофизики» и также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современной СВЧ электроники и ее приложений, в частности, систем передачи и приема информации.
| № | Разделы дисциплины по РПД | Объем занятий, час | ||
| Л | ПЗ | СР | ||
| 1 | Роль и место статистических методов описания реальных процессов в радиотехнических и телекоммуникационных устройствах и системах. | 1 | 0 | 0 |
| 2 | Случайные величины. Совокупность случайных величин. Многомерные выборки случайных процессов как модели случайных физических явлений. Дискретные, непрерывные и смешанные случайные величины | 8 | 2 | 4 |
| 3 | Числовые характеристики. Смешанные моменты. Коэффициент корреляции. Двумерное нормальное распределение. Примеры некоторых часто встречающихся распределений. Последовательность независимых испытаний. Биномиальное распределение. Асимптотические выражения | 5 | 2 | 4 |
| 4 | Потоки редких событий. Статистика числа редких событий. Распределение Пуассона. Статистика временных интервалов между редкими событиями. Экспоненциальное распределение. Распределение Эрланга. Системы массового обслуживания. Нестационарный пуассоновский поток. | 6 | 2 | 4 |
| 5 | Поток с ограниченным последействием. Системы массового обслуживания с отказами и ожиданием. Огибающая и фаза узкополосного нормального случайного процесса. Распределение Релея. Равномерное распределение. Распределение шума квантования. Распределения, мало отличающиеся от нормального. Ортогональные разложения плотностей вероятностей. Ряды Эджворта и Лагерра. | 5 | 2 | 4 |
| 6 | Преобразование плотностей вероятностей. Функциональные преобразования одномерных распределений как простейшая модель преобразования случайных процессов в радиосистемах. Модели безынерционных преобразований случайных процессов. Безынерционные преобразования одномерных плотностей вероятностей. | 4 | 2 | 4 |
| 7 | Логнормальное преобразование. Распределение гармонического колебания со случайной фазой. Функциональные преобразования двух случайных величин. Математическое ожидание и дисперсия функции случайных величин. Функциональные преобразования двумерных распределений Распределение суммы и разности случайных величин. | 6 | 1 | 2 |
| 8 | Дисперсия произведения случайных величин. Характеристическая функция случайной величины. Нахождение моментов распределений функций случайных величин. Кумулянтная функция. Нахождение законов распределения функций случайных величин. | 3 | 2 | 4 |
| 9 | Параметрическая оптимизация. Оптимизация по критерию максимума отношения сигнал/шум. Оптимизация по критерию минимума среднеквадратической ошибки воспроизведения полезного сигнала. | 1 | 0 | 0 |
| Общая трудоемкость 65 час | 39 | 13 | 26 | |
В результате изучения дисциплины студенты должны: