Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» icon

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств»



НазваниеПрограмма дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств»
Дата конвертации23.06.2013
Размер128.15 Kb.
ТипДокументы
скачать >>>

Правительство Российской Федерации


Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования


"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"



Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"


Факультет электроники и телекоммуникаций


Программа дисциплины

«Математические методы в прикладной электродинамике»




для направления 211000.68 «Конструирование и технология электронных средств» подготовки магистров по программе «Радиотехнические системы специального назначения и технология их производства»


Автор - Нефедов В.Н., д.т.н., профессор, 6034348@mail.ru


Одобрена на заседании кафедры «Радиоэлектроники и телекоммуникаций» «___»____________ 2012 г.


Зав. кафедрой _________________ С.У. Увайсов


Рекомендована секцией УМС факультета «Электроники и телекоммуникаций» «___»____________ 20 12г.


Председатель __________________


Утверждена УС факультета «Электроники и телекоммуникаций» «___»_____________20 12г.


Ученый секретарь ________________________


Москва, 2012

^ Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1. Цели и задачи дисциплины:

Курс является дисциплиной по выбору для магистров по направлению 211000.68– “Конструирование и технология электронных средств” по программе обучения “Радиотехнические средства специального назначения и технология их производства”. Основной целью дисциплины ”Математические методы в прикладной электродинамике” является обучение студентов применению математических методов в различных областях электродинамики, в частности, распространению электромагнитных волн в различных конструкциях направляющих систем (специальных конструкциях волноводов, одномерно и двумерно – периодических замедляющих систем и сложных видов резонаторных устройств).

_____________________________________________________________________________

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП:

Профессиональный цикл. Базовая общепрофессиональная часть.

Основные требования к входным знаниям и компетенциям студента, необходимые для изучения данной дисциплины: математический аппарат электродинамики (уравнения математической физики); волновые уравнения электромагнитного поля; особенности структуры электромагнитных волн, распространяющихся в сложных конфигурациях передающих линий (волноводах, замедляющих системах).


^ 3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

- понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны;

- владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации;

- иметь навыки самостоятельной работы на компьютере и в компьютерных сетях;

- осуществлять компьютерное моделирование электродинамических устройств, систем и процессов с использованием универсальных пакетов прикладных компьютерных программ.


В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать: теорию волновых процессов, дифракции и излучения электромагнитных волн, теорию распространения электромагнитных волн в полых и диэлектрических волноводах, резонаторах, периодических структурах; особенности распространения электромагнитных волн и методы математического моделирования в электродинамике; основы, определение основных характеристик и параметров электродинамических систем, основные конструкции направленных передающих линий СВЧ диапазона длин волн.

_____________________________________________________________________

Уметь: самостоятельно работать на компьютере, проводить расчеты по моделированию и проектированию электродинамических систем, уметь проводить экспериментальные испытания.

Владеть: навыками инструментальных исследований и измерений при проектировании и конструировании основных элементов электродинамических устройств СВЧ диапазона; навыками использования специализированных программ по расчету и моделированию электродинамических систем.

^ 4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы


Всего часов / зачетных единиц

Семестры

1

^ Аудиторные занятия (всего)

45

45

В том числе:

-

-

Лекции

9

9

Практические занятия (ПЗ)

27

27

Семинары (С)

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

-

-

^ Самостоятельная работа (всего)

54

54

В том числе:







Курсовой проект (работа)

25

25

Расчетно-графические работы







Реферат







^ Другие виды самостоятельной работы
















Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

зачет

зачет

Общая трудоемкость часы

Зачетные единицы

124

124







(Виды учебной работы указываются в соответствии)


^ 5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины


№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

Математический аппарат электродинамики. Уравнения Максвелла. Распространение электромагнитных волн в волноводах сложных конфигураций, а также в различных конструкциях одномерно и двумерно-периодических замедляющих систем.

Вихревые и потенциальные поля. Теорема Стокса. Некоторые сведения из теории дифференциальных и интегральных уравнений. Основные уравнения электромагнитного поля.Многоступенчатые периодические замедляющие системы. Метод симметричных составляющих. Сопротивление связи многоступенчатых замедляющих систем. Свойства симметрии замедляющих систем (скользящие и зеркальные плоскости симметрии). Теория периодических 2(Р+1 – полюсников и ее применение к расчету штыревых замедляющих систем. Теорема Флоке. Матрица передачи периодических 2(Р+1) – полюсников. Уравнение дисперсии периодических 2(Р+1) – полюсников.

2

Особенности распространения волн в двумерно-периодических замедляющих системах. Метод многопроводных линий и пределы его применимости к расчету штыревых замедляющих систем.


Двумерно-периодические замедляющие системы. Особенности распространения волн в двумерно-периодических замедляющих систем. Обратная и прямая решетка. Метод многопроводных линий и пределы его применимости к расчету штыревых замедляющих систем. Расчет методом многопроводных линий замедляющих систем типа: гребенка, встречные штыри, меандр и различные конструкций двумерно-периодических замедляющих систем. Экспериментальные методы измерения дисперсионных характеристик и зависимости сопротивления связи от частоты. Метод “бисерного зонда” . Волновое сопротивление замедляющих систем и методы их согласования с внешними подводящими высокочастотными линиями передач.

3

Расчет методом теории поля расчета различных конструкций замедляющих систем.

Метод теория поля. Расчет методом теории поля расчета различных конструкций замедляющих систем (спираль, гребенка, встречные штыри, меандр и других). Основные пакеты программ для расчета замедляющих систем методами теории поля. Основные пакеты программ для расчета замедляющих систем методами теории поля.



^ 5.2. Разделы дисциплин и виды занятий

2 курс, 1-й семестр

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

ч.

Практ.

зан.

ч.

1

Математический аппарат электродинамики. Уравнения Максвелла. Распространение электромагнитных волн в волноводах сложных конфигураций, а также в различных конструкциях одномерно и двумерно-периодических замедляющих систем

4

12

2

Особенности распространения волн в двумерно-периодических замедляющих системах. Метод многопроводных линий и пределы его применимости к расчету штыревых замедляющих систем.


4

10

3

Расчет методом теории поля расчета различных конструкций замедляющих систем.

1

5


Практические занятия:


1 семестр (2-й курс)



№ раздела

дисциплины

Содержание практических занятий

1

Вихревые и потенциальные поля. Теорема Стокса. Некоторые сведения из теории дифференциальных и интегральных уравнений. Основные уравнения электромагнитного поля. Многоступенчатые периодические замедляющие системы. Метод симметричных составляющих. Сопротивление связи многоступенчатых замедляющих систем.( 6 часов)

1

Свойства симметрии замедляющих систем (скользящие и зеркальные плоскости симметрии). Теория периодических 2(Р+1 – полюсников и ее применение к расчету штыревых замедляющих систем. Теорема Флоке. Матрица передачи периодических 2(Р+1) – полюсников. Уравнение дисперсии периодических 2(Р+1) – полюсников.(6 часов)

2

Двумерно-периодические замедляющие системы. Особенности распространения волн в двумерно-периодических замедляющих систем. Обратная и прямая решетка. Метод многопроводных линий и пределы его применимости к расчету штыревых замедляющих систем. Расчет методом многопроводных линий замедляющих систем типа: гребенка, встречные штыри, меандр и различные конструкций двумерно-периодических замедляющих систем. (6 часов)

2

Экспериментальные методы измерения дисперсионных характеристик и зависимости сопротивления связи от частоты. Метод “бисерного зонда”. Волновое сопротивление замедляющих систем и методы их согласования с внешними подводящими высокочастотными линиями передач.(4 часа)

3

Метод теория поля. Расчет методом теории поля расчета различных конструкций замедляющих систем (спираль, гребенка, встречные штыри, меандр и других). Основные пакеты программ для расчета замедляющих систем методами теории поля.(4 часа)

3

Основные пакеты программ для расчета замедляющих систем методами теории поля. (1 час)


^ 6. Курсовая работа.

“Расчет параметров передающих микроволновых линий передач”

Преподаватель дает задание на расчет характеристик конкретной конструкции электродинамической системы в качестве передающей линии.

Курсовая работа ориентирована на выработку у студентов навыков обоснования принятия решений при выполнении конкретной задачи, умения выполнять расчет микроволновых линий передач с использованием компьютерного моделирования для различных частотных диапазонов.

Целью курсовой работы является углубленное изучение сверхвысокочастотных электродинамических структур (волноводных и замедляющих систем) для использования в различных СВЧ устройствах с использованием современных математических методов. Задачей работы является применение математических методов к расчету и моделированию основных параметров электродинамических систем (структура электрического и магнитного полей), а также для процессов взаимодействия микроволнового излучения на многослойные диэлектрики.

В процессе выполнения работы студенту необходимо проявить самостоятельность при анализе научно-технических решений и нести ответственность за качество его выполнения и оформления.

Задание на курсовую работу, ее объем, сроки выполнения и этапы защиты выдаются и определяются преподавателем курса.

Итогом выполнения курсовой работы является ее защита, подтверждающая глубокое освоение курса.


^ 7. Самостоятельная работа.


1 семестр (2-й курс).

  1. Метод эквивалентных схем. Расчет резонаторных замедляющих систем, цепочка связанных резонаторов. Виды колебаний, добротность колебательных систем [1-4, 8, 9] – 10 ч.


2. Неоднородности в волноводах СВЧ (электродинамический подход). Метод эквивалентных линий в теории волноводов.

- [1, 9] – 24 ч.


3. Полосковые линии передач и методы их расчета. Программы расчета полосковых линий передач [15] – 10 ч.


4. Компьютерное моделирование и проектирование электродинамических систем микроволновых устройств. Основные пакеты программ для расчета замедляющих систем методами теории поля [1, 4, 8, 9] – 10 ч.


^ 7. Учебно – методическое обеспечение дисциплины.

7.1. Рекомендуемая литература.

а) Основная литература:

  1. Григорьев А.Д. “Электродинамика и микроволновая техника”. Изд. “Лань”, 2007 г.

  2. Петров Б.М. Электродинамика и распространение радиоволн: учебник для вузов. М.: Горячая линия-Телеком, 2003.

  3. Гридин В.Н., Нефедов Е.И., Черникова Т.Ю. Электродинамика структур крайне высоких частот. М. 2003.

  4. Филиппов В.С. Введение в классическую электродинамику. М.: Сайнс пресс. 2002.

  5. Кугушев А.М., Голубева Н.С., Митрохин В.Н. Основы радиоэлектроники. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2001.

  6. Вольман В.И., Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. М.: Связь, 2003.

  7. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Современная электродинамика. Ч.1. Микроскопическая теория. М. 2003.

  8. Батыгин В.В., Топтыгин И.Н. Сборник задач по электродинамике. М. 2002.

  9. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Радио и связь, 1989.

  10. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение электромагнитных волн. М.: Наука, 1989.

  11. Силин Р.А. Периодические волноводы. М.: Фазис, 2002.

  12. Кузаев Г.А, Назаров И.В. Электродинамика и техника сверхбыстрой обработки сигналов. Часть 1. Электромагнетизм: Учебное пособие / МГИЭМ, М., 2001.

  13. Кузаев Г.А, Назаров И.В. Электродинамика и техника сверхбыстрой обработки сигналов. Часть 2. Микроволновая техника: Учебное пособие / МГИЭМ, М., 2001.

  14. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Николаев Д.П., Подковырин С.И. Методические указания к курсовым проектам и работам по дисциплинам: "Электродинамика и техника СВЧ", "Функциональная микроволновая электроника", "Полупроводниковая микроволновая электроника". М.: МГИЭМ, 1996.

  15. Назаров И.В., Лебедева Т.А. Электродинамика и техника СВЧ: Методические указания к курсовому проекту/ МГИЭМ; Сост. И.В. Назаров, Т.А. Лебедева, М., 2001.

  16. Елизаров А.А., Назаров И.В., Потапова Т.А., Хриткин С.А. Методические указания для выполнения самостоятельных работ по курсам «Электродинамика и техника СВЧ», «САПР электронно-лучевых и фотоэлектронных приборов», «Математические модели и САПР в электронных приборах». М: МИЭМ, 2000.


б) Дополнительная литература:

  1. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Назаров И.В. Линии передачи. Методические указания к курсовым работам по курсу "Электродинамика и техника СВЧ и твердотельные приборы и устройства". М.: МГИЭМ, 1996.

  2. Гвоздев В.И., Кузаев Г.А., Назаров И.В. Неоднородности СВЧ. Методические указания к курсовым работам по курсу "Электродинамика и техника СВЧ. Твердотельные приборы и устройства". М.: МГИЭМ, 1996.

  3. Уваров И.А., Кузаев Г.А. Методические указания к семинарским занятиям по курсу "Электродинамика и техника СВЧ". М.: МГИЭМ, 1994.

_______________________________________________________________________

в) программное обеспечение _CST Microwave Studio Suite, Ansoft HFSS_______________

____________________________________________________________________________


г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы___________________

____________________________________________________________________________


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Дисплейный класс. Лаборатории, оснащенные необходимым оборудованием.

_____________________________________________________________________________




Похожие:

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины «Математические методы в электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств»

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины «Математические методы в электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств»

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconДокументи
1. /211000.62 Конструирование и технология электронных средств Проектирование и технология...
Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconДокументи
1. /211000.62 Конструирование и технология электронных средств Проектирование и технология...
Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины Численные методы в проектировании электронных средств  для направления/ специальности 211000 «Конструирование и технология электронных средств»

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины Прикладная механика  для направления 211000. 62 «Конструирование и технология электронных средств»

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины «Технологические процессы микроэлектроники»  для направления 211000. 62 «Конструирование и технология электронных средств»

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины «Основы управления техническими системами»  для направления 211000. 62 «Конструирование и технология электронных средств»

Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины «Методы и средства технической диагностики электронных средств»  для направления 211000. 62 «Конструирование и технология электронных средств»
Целью изучения дисциплины является формирование у магистрантов базовых знаний по оценке текущего технического состояния радиоэлектронных...
Программа дисциплины «Математические методы в прикладной электродинамике»  для направления 211000. 68 «Конструирование и технология электронных средств» iconПрограмма дисциплины «Техническая диагностика электронных средств»  для направления 211000. 62 «Конструирование и технология электронных средств»
Целью изучения дисциплины является формирование у магистрантов базовых знаний по оценке текущего технического состояния радиоэлектронных...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы