Реферат: Нормативный срок освоения программы 4 года фгос впо утвержден приказом Минобрнауки России от 21. 12. 2009 №745, зарегистрирован в Министерстве юстиции РФ 03. 02. 2010 №16217 Санкт-Петербург

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

сАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Согласовано

Сопредседатель УМС по направлению 223200

А.Э. Фотиади

(подпись) (ФИО)

"____" ________ 2010 г.

Вариативная часть

Примерной оСНОВНой образовательной программы высшего профессионального образования

по направлению 223200 «Техническая физика»

профиль 11 «Радиофизика и электроника»

Квалификация выпускника бакалавр

Форма обучения очная .

Нормативный срок освоения программы 4 года

ФГОС ВПО утвержден приказом Минобрнауки России от 21.12.2009 № 745,
зарегистрирован в Министерстве юстиции РФ 03.02.2010 №16217

Санкт-Петербург

2010

Содержание

Введение

1.1 Вариативная часть примерного учебного плана подготовки бакалавра
по направлению 223200 «Техническая физика», профиль: «Радиофизика и электроника»

1.2 Компетентностные требования к результатам освоения вариативной части основной образовательной программы (ООП) подготовки бакалавров

1.3.01 Дисциплина Б3.В.01 «Физика твердого тела»

1.3.02 Дисциплина Б3.В.02 «Радиофизика»

1.3.03 Дисциплина Б3.В.03 «Физика и техника электромагнитных процессов»

1.3.04 Дисциплина Б3.В.04 «Специальные вопросы радиоэлектроники»

1.3.05 Дисциплина Б3.В.05 «Волновые процессы»

1.3.06 Дисциплина Б3.В.06 «Оптические и квантовые приборы»

1.3.07 Дисциплина Б3.В.07 «Устройства СВЧ и антенны»

1.3.08 Дисциплина Б3.В.08 «Введение в схемотехнику»

1.3.09 Дисциплина Б3.В.09 Основы менеджмента наукоемких производств

1.3.10 Дисциплины по выбору обучающихся

Введение

Вариант ПООП разработан для одного из профилей («Радиофизика и электроника»), который реализуется на кафедре Радиофизики Радиофизического факультета ГОУ ВПО СПбГПУ. Приведенный набор дисциплин вариативной части всех циклов и дополнительные компетенции по данному профилю не являются обязательными и могут изменяться в ООП вуза в соответствии со специализацией подготовки выпускников в области физической электроники. При этом рекомендуется сохранить в ООП объем и распределение по семестрам указанных дисциплин.

1.1 Вариативная часть примерного учебного плана подготовки бакалавра
по направлению 223200 «Техническая физика», профиль: «Радиофизика и электроника»

1.2 Компетентностные требования к результатам освоения вариативной части основной образовательной программы (ООП) подготовки бакалавров

1.2.1 Компетенции в области научно-исследовательской деятельности

- Выпускник способен строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок физической электроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования.

- Выпускник способен аргументировано выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик приборов, схем, устройств и установок физической электроники различного функционального назначения.

- Выпускник готов анализировать и систематизировать результаты исследований, готовить и представлять материалы в виде научных отчетов, публикаций, презентаций.

1.2.2 Компетенции в области производственно-технологической деятельности

- Выпускник способен выполнять работы по технологической подготовке производства материалов и изделий электронной техники.

- Выпускник готов организовывать метрологическое обеспечение производства материалов и изделий электронной техники.

- Выпускник способен осуществлять контроль соблюдения экологической безопасности.

1.2.3 Компетенции в области проектно-конструкторской деятельности

- Выпускник способен проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектов.

- Выпускник готов выполнять расчет и проектирование электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования.

- Выпускник способен разрабатывать проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы.

- Выпускник готов осуществлять контроль соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам.

1.2.4 Компетенции в области организационно-управленческой деятельности

- Выпускник готов участвовать в разработке организационно-технической документации (графиков работ, инструкций, планов, смет и т.п.) и установленной отчетности по утвержденным формам.

- Выпускник умеет выполнять задания в области сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов.

- Выпускник владеет методами профилактики производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений.

1.2.5 Компетенции в области научно-инновационной деятельности

- Выпускник умеет внедрять результаты исследований и разработок и организовывать защиту прав на объекты интеллектуальной собственности

1.3.01 Дисциплина Б3.В.01 «Физика твердого тела»

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 5 зач. ед. (136 часов)

1 Цели и задачи изучения дисциплины

Целью дисциплины является обеспечение фундаментальных знаний и навыков в области физики твёрдого тела и физики полупроводников.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.02 «Физика твердого тела и полупроводников» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физическая электроника» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в двух семестрах. Дисциплина опирается на знания, полученные при изучении предшествующих курсов «Физика», «Математика» и параллельно читаемые курсы «Квантовая механика», «Методы математической физики». Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе изучения последующих специальных дисциплин Б3.В.05 «Диагностика поверхности материалов электроники», Б3.В.06 «Квантовая электроника» и Б3.В.07 «Специальные вопросы микро- и нанотехнологии», а также необходимы для самостоятельной научно-исследовательской работы, для подготовки выпускной работы, для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий, и для его дальнейшего профессионального роста.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

- основы физики твёрдого тела и физики полупроводников;

- физическую сущности процессов, протекающих в проводящих, полупроводниковых, диэлектрических, магнитных материалах и в структурах, созданных на основе этих материалов, в том числе и при воздействии внешних полей и изменении температуры.

Уметь:

- выполнять количественные оценки величины эффектов и характеристических параметров с учётом особенностей кристаллической структуры, электронного и фононного спектров, типа и концентрации легирующих примесей;

- самостоятельно осваивать и грамотно использовать результатов новых экспериментальных и теоретических исследований в области физики твёрдого тела и полупроводников;

- самостоятельно выбирать методы и объекты исследований

Владеть:

- Навыками использования методов количественной оценки основных твердотельных характеристик.

Иметь представление:

- о современных тенденциях в развитии физики твёрдого тела и полупроводников, приборов и устройств на их основе.

4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля

1.3 Аннотации примерных программ учебных дисциплин вариативной части профессионального цикла профиля

1.3.02 Дисциплина Б3.В.02 «Радиофизика »

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 10 зач. ед. (297 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Радиофизика как наука сформировалась в 30-50 годы XX столетия. Она изучает физические процессы, связанные с электромагнитными колебаниями и волнами радиодиапазона, методы их возбуждения, усиления, преобразования и приема, а также возникающие при этом взаимодействия электромагнитного поля с зарядами в вакууме и веществе. Последние десятилетия радиофизика рассматривает акустические колебания и электромагнитные колебания оптического диапазона с целью создания новых устройств радиоэлектроники.

Основные цели изучаемого курса:

1.Знание сущности физических процессов в элементах и устройствах радиоэлектроники, общих принципов, методов и идей, лежащих в основе современной радиофизики.

2.Умение выполнять простейшие расчеты колебательных и волновых процессов, электромагнитных полей в устройствах передачи и приема радиосигналов.

3.Опыт проведения экспериментальных исследований различных устройств радиоэлектроники и правильной трактовки полученных результатов.

2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана

В курсе "Радиофизика" даются наиболее общие представления об упомянутых явлениях и их использовании в элементах и устройствах современной радиотехники. Курс является основой для изучения студентами последующих специальных дисциплин и играет важную роль в формировании научного мировоззрения будущих бакалавров. Изложение материала базируется на физических сведениях и представлениях об электричестве и магнетизме, сведениях о физике твердого тела, полученных студентами из курсов "Экспериментальная физика" . Используемый математический аппарат изучается в курсе "Высшая математика". При изложении материала широко используются сведения из параллельно изучаемых студентами таких дисциплин как "Электронные приборы", "Математическая физика", "Электродинамика".

Курс " Специальные вопросы радиофизики " изучается студентами в третьем семестре. Рассматриваются свойства и методы расчета линейных цепей, когда физические свойства электронных элементов и устройств допускают использование понятий токов и напряжений. Основное внимание здесь уделяется вопросам расчета пассивных электрических цепей.

В последующих разделах курса студенты должны получить отчетливую картину колебательных и волновых процессов, лежащих в основе современных устройств генерирования, излучения, усиления , преобразования, хранения и передачи электрических сигналов. Наряду с сигналами детерминированного характера студентам дается представление о шумовых процессах, рассматриваются физические механизмы возникновения шумов. Кроме того, студенты знакомятся с радиофизическими методами исследования свойств веществ, небесных тел, состояния поверхности Земли и ее атмосферы, имеющими важное научное и практическое значение.

3. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зач.ед.

Форма обучения _____дневная_____

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины по ГОС ВПО, разделы дисциплины по РПД и объемы по видам занятий

Введение

Краткие сведения о курсе. Содержание предмета радиофизики, ее связь со смежными дисциплинами. Общая характеристика задач, связанных с передачей, приемом, преобразованием и обработкой информации. Диапазоны частот, используемых в радиофизике. Современная элементная база радиофизики и электроники, основные тенденции ее развития.

1. Электромагнитные поля и волны.

Плоская электромагнитная волна, ее скорость, поляризация, переносимая мощность. Волны в прямоугольном волноводе, электромагнитные поля простейших типов волн. Длина волны в волноводе. Критическая частота. Фазовая и групповая скорости.

Типы волн в круглом, коаксиальном полосковом и диэлектрическом волноводах; пленочные и волоконные световоды.

Сочленения волноводов, цепи СВЧ и способы их описания. Направленный ответвитель, фазовращатель, аттенюатор. Измерительная линия, детектор, смеситель. Ферритовые вентили и циркуляторы.

Объёмные резонаторы, примеры конструкций. Свободные и вынужденные колебания в резонаторе. Собственная и нагруженная добротность резонатора.

Поле излучения элементарного тока (диполя Герца). Полуволновой вибратор. Направленность и поляризация излучения. Коэффициент усиления и входное сопротивление антенны.

Рупорные и зеркальные антенны. Решетка излучателей, принцип электрического управления лучом.

Работа антенны в режиме приема. Принцип взаимности. Передача мощности между антеннами.

2.Элементы статистической радиофизики.

Проблема чувствительности радиоустройств. Внутренние и внешние помехи радиоприему. Основные физические источники шумов в электрических цепях. Спектральное представление шумового колебания.

Тепловой шум. формула Найквиста. Тепловое излучение, шум в антеннах. Дробовые шумы электронных приборов. Понятие о фликкер-шуме и шумах токораспределения. Эквивалентные шумовые схемы усилительных четырехполюсников. Коэффициент шума, шумовая температура.

Шумовые характеристики каскадного соединения четырехполюсников. Некоторые общие принципы повышения помехоустойчивости и чувствительности радиоустройств. Оптимальная линейная фильтрация сигналов.

3.Радиофизические методы изучения свойств вещества и

новые принципы создания приборов функциональной электроники.

Магнитные резонансы: ядерный, ферромагнитный, спиноволновой, электронный парамагнитный. Спектроскопические методы исследования свойств вещества. Применение ферритов и ферромагнитных пленок в радиоэлектронике. Спиновое и электронное эхо как средство функциональной обработки электрических сигналов.

Основные принципы акустоэлектроники. Пьезоэлектрические кристаллы. Возбуждение и распространение акустических волн. Акустоэлектронные линии задержки, фильтры, усилители и конвольверы.

Приборы с переносом заряда: приборы с зарядовой связью и "пожарные цепочки" МОП-структур. Применение в качестве линий задержки, фильтров, запоминающих устройств. Фоточувствительные двумерные матрицы ПЗС-структур.

Важнейшие направления оптоэлектроники. Источники и приемники оптического излучения. Оптроны и их применение в радиоэлектронике. Принципы модуляции и фильтрации оптических сигналов и их использование в системах обработки информации. Волоконно-оптические линии связи. Интегральная оптика.

Принципы криогенной электроники. Сверхпроводимость как средство реализации запоминающих приборов (криотронов). Эффект Джозефсона и его применение для точного измерения магнитных полей и в цифровой электронной технике.

Цели и задачи других видов занятий по предмету "Радиофизика"

Материал, изучаемый студентами на лекциях, закрепляется другими формами занятий: самостоятельнми (С1), упражнениями, курсовыми работами и лабораторным практикумом.

На самостоятельных занятиях по форме С1 в третьем семестре студенты изучают трансформатор и его свойства, знакомятся с трехфазными цепями и способами генерирования гармонических колебаний, применяемыми в электротехнике. На эти же занятия вынесены вопросы практического спектрального анализа колебаний.

В пятом семестре на занятиях С1 предусматривается углубленная проработка отдельных вопросов, относящихся к волновым и шумовым процессам, а также к последнему разделу курса, которые достаточно хорошо освещены в учебно-методической литературе.

Упражнения по курсу предусмотрены на трех семестрах. На третьем семестре цель упражнений - привить практические навыки расчета линейных электрических цепей с сосредоточенными параметрами, освоить метод комплексных амплитуд, ознакомить с резонансными явлениями в колебательных контурах. При проведении упражнений особое внимание обращается на развитие навыков проведения численных инженерных расчетов.

На четвертом семестре студенты усваивают основные методы расчета длинных линий, согласующих устройств и обучаются работе с круговой диаграммой полных сопротивлений. В программу практических занятий 4-ого семестра входит также проведение расчетов простейших усилительных устройств, анализ влияния обратной связи на их характеристики, включая устойчивость. В течение пятого семестра студенты получают навыки по расчету полей и волн в волноводах и резонаторах, а также шумов в различных устройствах радиоэлектроники.

Для закрепления навыков расчета на третьем и четвертом семестрах предусмотрены курсовые работы.

Курсовая работа на третьем семестре содержит индивидуальные задания, основная цель которых - развитие навыков проведения самостоятельных расчетов и закрепления знаний по методам анализа электрических цепей, методу комплексных амплитуд, и резонансных свойств систем с сосредоточенными параметрами.

Ку@Ёсовой работой в четвертом семестре предусмотрено индивидуальное задание по расчету длинных линий: работа содержит расчеты первичных и вторичных параметров длинных линий и расчет согласующи устройств. На четвертом семестре курсовая работа содержит также индивидуальные задания по расчету простейших усилительных устройств.

Лабораторный практикум проводится в четвертом (или пятом семестре) и предусматривает выполнение студентами 15 лабораторных работ.

Цель практикума - -экспериментальное изучение основных явлений и процессов в типичных элементах и устройствах радиоэлектроники, сопоставление полученных опытных данных с результатами расчетов, ознакомление с современной элементной базой, овладение навыками работы с современными контрольно-измерительными приборами.

Лабораторные работы подкрепляют материал основных разделов лекционного курса и предусматривают практическое изучение процессов:

а) в линейных пассивных электрических цепях с сосредоточенными и распределенными параметрами;

б) в усилительных устройствах; в) в устройствах генерирования и преобразования частоты; г) в устройствах передачи и излучения электромагнитных волн;

д) флуктуационных явлений.

Примерный перечень лабораторных работ.

1.Исследование процессов в простейших пассивных цепях.

2.Исследование вынужденных колебаний в последовательном и

параллельном контурах.

3.Исследование свободных колебаний в одиночном контуре и

в системе связанных контуров.

4.Исследование спектрально-временных характеристик элект

рических колебаний.

5.Исследование процессов в длинных линиях.

6.Исследование элементов СВЧ устройств.

7.Исследование интерференции электромагнитных волн в радио- и оптическом диапазонах.

8.Исследование усилительных свойств транзисторов.

9.Исследование резонансного и полосового усилителя.

10.Свойства операционного усилителя.

11.Активные фильтры.

12.Избирательный RC-усилитель и и RC-генератор на основе ОУ.

13.Исследование шумовых процессов в пассивных и активных цепях.

14.Преобразование колебаний в нелинейных цепях (модуля

ция, детектирование, преобразование частоты).

15.Частотное детектирование и частотная модуляция.

16.Исследование LC-генератора.

17. Транзисторный ключ и импульсные устройства на его

основе.

18.Исследование тиристорных импульсных устройств.

19.Вторичные источники питания.

ТАБЛИЦА 1

------------------------------------------------------------

Раздел время,час

программы ------------------------------

лекции С1 Лаб. Пр.з. С2

------------------------------------------------------------

Введение 1 - - - -

1.Основные понятия и законы

электрической цепи 8 - - - -

2.Гармонические колебания

в линейных электрических 12 3 4 6 5

цепях

3.Резонансные явления в 8 3 4 6 4

электрических цепях

4.Анализ цепей при негар- 15 3 8 6 4

моническом воздействии

5.Длинные линии 14 - 4 9 4

6.Четырехполюсники 13 - - - 4

7.Основные принципы

создания активных 24 - 16 12 10

линейных устройств

8.Методы генерирования и

преобразования частотного 22 - 16 - 20

спектра колебаний

9.Электромагнитные поля 17 4 8 6 10

и волны

10.Элементы статистической

радиофизики 14 3 4 6 10

11.Радиофизические методы

изучения свойств вещества

и новые принципы создания 20 10 - - 10

приборов функциональной

электроники.

-------------------------------------------------------------

ИТОГО 168 26 64 51 84

в том числе с элементами НИР 60

Литература к разделам 1- 6

Основная

1.Атабеков Г.И. Основы теории цепей.-М:Энергия,1978.

2.Нейман Л.Р., Демирчян К.С., Теоретические основы

электротехники. Ч.2.-Л:Энергоиздат, 1981.

3.Бирюков В.Н., Попов В.П., Семенов В.И., Сборник задач

по теории цепей.-М:Высшая школа, 1985.

Дополнительная

1.Мартынов Б.А. Элементы электрических цепей: чебное пособие.-Л.:ЛПИ, 1974, 50с.

2.Мартынов Б.А. Основные методы расчета линейных электрических цепей: Метод.указания. -Л: ЛПИ,1972, 36 с.

3.Розов В.А., Ларионов А.М., Четырехполюсные цепи: Учебное пособие. -Л.:ЛПИ, 1976.

4.Конторович М.И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. -М.:Сов.радио, 1975, 319 с.

5.Шебес М.Р. Теория линейных электрических цепей в упражнениях и задачах. -М.: Высшая школа, 1989.

6.Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей. -М.:Высшая школа, 1988.

К разделам 7-14

Основная

1.Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. -М:Высшая школа, 1983 536 с.

2.Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. -М.: Радио и связь, 1985, 504 с.

3.Электромагнитные колебания и волны: Учебное пособие/под ред.Зайцева Э.Ф. -Л.:ЛПИ, 1987, 76 с.

4.Зайцев Э.Ф. Флуктуационные колебания в радиофизике: Учебное пособие. -Л.:ЛГТУ, 1990, 77 с.

5. Зайцев Э.Ф., Усов В.С. Некоторые перспективные направления современной радиофизики и функциональной электроники: Учебное пособие - Л., ЛПИ, 1987, 60 С.

6. Зайцев Э.Ф., Усов В.С. Физические основы функциональной электроники и радиоспектроскопии: Учебное пособие. - Л., ЛПИ,1988, 68 с.

Дополнительная

1.Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. -М.: Высшая школа, 1988, 464 с.

2.Усов В.С., Мартынов Б.А., Новиков Ю.Н. Базовые элементы и устройства физического эксперимента (транзисторные усилители, ключи, импульсные устройства):Учебное пособие. СПб.:СПбГТУ, 1991, 75 с.

3.Зайцев Э.Ф., Тепловой шум в электрических цепях:учебное пособие -Л.:ЛПИ, 1979, 47 с.

4.Сборник задач по курсу "Электродинамика и распространение радиоволн/под ред. Баскакова С.И. -М.: Высшая школа, 1981, 208 с.

5.Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы:в 2-х частях/пер. с англ.-М.:Мир, 1988, 366 с.

Программу составили проф. Черепанов А.С.

INTRODUCTION TO RADIOPHYSICS

(FUNDAMENTALS OF RADIOELECTRONICS)

ОСНОВЫ РАДИОФИЗИКИ

Principles of signals amplification, typical circuitry, main features, feedback, stability.LC -oscillators and other types of oscillators.

Modulators and demodulators, signals frequency conversion, analog to digital and reverse transformations.

Waves propagation in waveguides, waveguide joints and devices, electromagnetic waves radiation and reception.

Noise in radio systems, its origins, methods of analysis, calculation of signal/noise ratio, signal optimal filtration.

1.3.03 Дисциплина Б3.В.03.02 «Физика и техника электромагнитных процессов »

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 13 зач. ед. (360 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Теория колебаний оформилась в самостоятельную научную дисциплину в ЗО-е годы XX века. Характерная отличительная черта всех ее разделов (и в т.ч. теории электромагнитных колебаний) - единый подход к описанию всевозможных видов колебаний в физических системах, основанный на общности математического аппарата, применяемого при теоретическом исследовании колебательных процессов различной природы.

Решение разнообразных конкретных задач, с которыми приходится иметь дело специалистам в области радиотехники, радиофизики и электроники, в большой мере опирается на использование понятий и методов теории колебаний, освоение которых важно также и с точки зрения успешного формирования научного мировоззрения упомянутых специалистов.

В курсе "Теория колебаний" рассматриваются особенности физических процессов в линейных и нелинейных колебательных системах и методы их исследования. Изложение базируется на материалах, изучавшихся ранее и проходимых параллельно в курсах радиофизики, математической и теоретической физики. Курс относится к числу общепрофессиональных дисциплин, имеет самостоятельное значение и служит основой для изучения специальных дисциплин. Особенностями являются сложный математический аппарат, который необходимо применять при изложении ряда вопросов, а также многочисленность рассматриваемых физических процессов и их толкований, которые приходится усваивать студентам при прохождении курса. Большая часть курса должна излагаться с достаточной математической строгостью.

Основные цели изучения курса.

1. Умение дать грамотное определение основным понятиям теории колебаний, используемым в технических науках и физике.

2. Знание структуры различных колебательных систем и четкие представления об их отличительных особенностях и назначении отдельных частей (элементов).

3 . Ясное понимание сути колебательных явлений, знание условий, при которых они наблюдаются, умение выделять во всевозможных явлениях (в т.ч. явлениях разной природы) общие и специфические черты.

4 . Свободное владение основными методами, аналитическими, вычислительными и измерительными процедурами, применяемыми при теоретическом и экспериментальном исследовании колебательных систем.

5 . Понимание значения фундаментального характера основных положений теории колебаний для выработки правильного методологического подхода к решению научных и технических проблем радиоэлектроники.

2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана

В курсе "Теория колебаний" рассматриваются особенности физических процессов в линейных и нелинейных колебательных системах и методы их исследования. Изложение базируется на материалах, изучавшихся ранее и проходимых параллельно в курсах радиофизики, математической и теоретической физики. Курс относится к числу общепрофессиональных дисциплин, имеет самостоятельное значение и служит основой для изучения специальных дисциплин. Особенностями являются сложный математический аппарат, который необходимо применять при изложении ряда вопросов, а также многочисленность рассматриваемых физических процессов и их толкований, которые приходится усваивать студентам при прохождении курса. Большая часть курса должна излагаться с достаточной математической строгостью.

3. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зач.ед.

Форма обучения _____дневная_____

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины по ГОС ВПО, разделы дисциплины по РПД и объемы по видам занятий

1.Динамические (колебательные) системы и способы описания их поведения

Исходные определения: динамическая (колебательная) система и ее модель (эквивалентная схема), число степеней свободы, порядок системы; детерминированные (периодические, почти периодические, непериодические) и случайные колебания (движения) системы.

Классификация динамических (колебательных) систем: линейные (в т.ч. параметрические) и нелинейные системы, автономные и неавтономные системы, консервативные и неконсервативные системы, системы с сосредоточенными и с распределенными параметрами.

Дифференциальные уравнения линейной многоконтурной цепи (вывод при помощи уравнений Лагранжа 2-го года). Рассмотрение частного случая: получение выражений для частот и коэффициентов затухания собственных колебаний двух индуктивно связанных контуров.

Дифференциальные уравнение одноконтурного генератора без автоматического смещения (в т.ч. частный случай, сводящийся к уравнениям Рэлея и Ван-дер-Поля).

Уравнение движения маятника. Уравнение системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) .

Квантовый генератор. Использование двухуровневой модели активной среды при выводе дифференциальных уравнений квантового генератора.

Особенности колебательных процессов, с которыми имеют дело в радиоастрономии. Источники космического радиоизлучения как динамические (колебательные) системы.

Основные этапы развития теории колебаний. Краткий обзор основных методов анализа динамических систем. Использование в теории колебаний методов, разработанных для решения задач небесной механики.

2. Устойчивость состояний равновесия динамических (колебательных) систем

Общее рассмотрение устойчивости состояния равновесия автономно й системы. Определение устойчивости состояния равновесия по Ляпунову. Уравнения первого приближения и условия их применимости.

Условия устойчивости состояний равновесия автономных линейной и нелинейной систем 2-го порядка.

Устойчивость состояний равновесия маятника и системы ФАПЧ. Устойчивость состояния равновесия и условие самовозбуждения квантового генератора.

3. Изучение динамических (колебательных) систем посредством фазового пространства

Понятие о фазовом пространстве. Интегральные кривые, описывающие движение системы, и фазовые траектории. Замкнутые траектории и периодические движения.

Особые точки в фазовом пространстве и состояния равновесия системы. Основные типы особых точек двумерных систем: центр, фокус, узел, седло. Особые точки смешанного типа. Индексы Пуанкаре.

Предельные циклы (устойчивые, неустойчивые, полуустойчивые). Устойчивый предельный цикл как разновидность аттрактора. Автоколебания в системах 2-го порядка и устойчивые предельные циклы. Теорема Пуанкаре-Бендиксона.

Аттракторы и странные аттракторы для установившихся периодических (либо почти периодических) и хаотических (стохастических) автоколебаний в системах З-го и более высокого порядка.

Рассмотрение примеров: фазовые портреты маятника, мультивибратора на туннельном диоде и др. Эволюция фазовых портретов при изменении параметров. Бифуркации динамических систем.

4. Установившиеся процессы в автономных автоколебательных системах

Основные определения; автоколебательная и потенциально-автоколебательная системы; томсоновская система как разновидность автогенератора резонансного типа и релаксационная система; одночастотный (моногармонический), двухчастотный (бигармонический) и более сложные режимы колебаний в нелинейных системах.

Средняя крутизна (по Кобзареву) и ее свойства. Случаи мягкой и жесткой характеристик.

Анализ установившихся колебаний квазилинейным методом (методом гармонического баланса). Основное уравнение для установившегося режима в автономном автогенераторе резонансного типа. Рассмотрение примеров: схема Мейснера, трехточечные (Колпитца, Хартли) и другие схемы.

Автоколебательная система с двумя степенями свободы. Явление эатягивания (частотного гистереэиса). Схема двухконтурного генератора без затягивания.

5. Неавтономные системы в состоянии установившихся

колебаний

Основное уравнение неавтономного генератора для установившихся колебаний с частотой внешней силы.

Резонансное воздействие внешней силы на регенеративную схему. Явление захватывания (синхронизации). Синхронизация и гипотеза А.М.Молчанова о синхронизированности движений больших планет Солнечной системы.

Асинхронные воздействия на автогенератор резонансного типа (асинхронные возбуждение и гашение колебаний). Конкуренция мод двухконтурного генератора. Резонансы 2-го и N-го рода.Резонансные явления в нелинейном колебательном контуре.

6. Метод медленно меняющихся амплитуд (ММА) и его приложение к анализу квазилинейных систем 2-го порядка

Общие соображения о характере колебаний в системах, близких к линейным и консервативным. Введение малого параметра для оценки медленности изменения амплитуд колебаний. Метод Ван-дер-Поля и метод усреднения как примеры асимптотических методов, родственных методу ММА. Процедура составления укороченных уравнений для случая системы с произвольным (конечным) числом степеней свободы.

Укороченные уравнения одноконтурного автогенератора без автоматического смещения и их интегрирование. Зависимость процесса установления от параметров схемы и начальных условий. Условия устойчивости стационарного автоколебательного режима.

Укороченные уравнения регенеративной схемы и условия устойчивости одночастотного режима колебаний с частотой внешней ЭДС (автоколебательная и потенциально-автоколебательная системы в случаях мягкой и жесткой характеристик).

Флуктуации амплитуды и фазы колебаний автогенератора резонансного типа. Спектр флуктуаций амплитуды и спектр колебания. Естественная ширина линии. Спектральная плотность частотных флуктуаций.

7. Анализ при помощи метода ММА квазилинейных систем З-го и более высоких порядков

LС -генератор с автоматическим смещением. Эволюция формы ха- рактеристики средней крутизны при изменении сопротивления в цепи автосмещения. Стационарный одночастотный режим и условия его устойчивости. Автоколебательные режимы, отличные от одночастотного (прерывистая генерация, автомодуляция и др.).

Укороченные уравнения двухконтурного генератора. Двухчастотный режим и его неустойчивость в случае мягкой характеристики. Устойчивость одночастотных режимов. Укороченные уравнения многоконтурных генераторов.

Укороченные уравнения квантового генератора. Выражения для частоты установившихся колебаний и стационарных значений амплитуды поля и разности населенностей. Способы получения инверсной заселенности. Устройство и принцип действия пучкового квантового генератора.

8. Параметрические системы

Основные принципы параметрического возбуждения и усиления колебаний. Теорема Флоке (Блоха) для уравнений с периодическими коэффициентами и общие интегралы уравнений Хилла и Матье. Устойчивость решений уравнения Матье и условие возбуждения параметрических колебаний.

Исследование одноконтурных параметрических генераторов и усилителей методом ММА. Синхронный (когерентный) и асинхронный (неко- герентный) усилительные режимы.

Соотношения Мэнли-Роу и анализ двухконтурного параметрического усилителя.

9. Колебания распределенных систем

Нелинейная распределенная система без потерь и без дисперсии. Решение в виде ударной волны.

Параметрические явления в распределенных системах. Генерация второй гармоники и другие эффекты при распространении света в нелинейной среде.

Лабораторные работы.

1. Исследование генератора с двумя степенями свободы.

2. Исследование томсоновской автоколебательной системы на двухполюснике с отрицательным сопротивлением.

3. Исследование резонанса второго рода.

4. Исследование LС-автогенератора на биполярном транзисторе.

5. Параметрические системы.

6. Исследование синхронизации генератора пилообразных колебаний синусоидальным напряжением.

7. Исследование нелинейного контура.

8. Исследование автогенераторов на туннельных диодах.

9. Регулярные и хаотические автоколебания генератора на синтезированной нелинейности.

Таблица 1. Распределение времени студентов по видам занятий

Литература:

Основная

1. Конторович М.И. Нелинейные колебания в радиотехнике. - М.: Сов. радио, 1973. - 320 с.

2. Мигулин В.В., Медведев В.Н., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Основы теории колебаний. - М.: Наука, 1973. - 392 с.

3. Рабинович М.И., Трубецкое Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. - М.: Наука, 1992. - 454 с.

Дополнительная

1. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. - М.: Фичматгич, 1959.

2. Бутенин Н.В., Неймарк Ю.И., Фуфаев Н.А. Введение в теорию нелинейных колебаний. - М.: Наука, 1987. - Зй4 с.

3. Капранов М.В., Кулешов В.Н., Уткин Г.М. Теория колебаний в радиотехнике. - М.: Наука, 19б4. - 320 с.

4. Конторович М.И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. - М.: Сов.радио, 1975. - 320 с.

5. Ланда П. С. Автоколебания в системах с конечным числом степеней свободы. - М.: Наука, 1980.

6. Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний. - М.: Наука, 1972. - 472 с.

7. Мандельштам Л.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. - М.: Наука, 1972.

8. Мартынов Б.А., Молотков В.И. Резонансные явления в электрических цепях с нелинейными элементами. - Л.: ЛПИ, 1982. - 68 с.

9. Николаев В.М. Нелинейная оптика. - Л.: ЛПИ, 1982. - 84 с.

10. Страховский Г.М., Успенский А.В. Основы квантовой электроники. - М.: Высш.шк., 1973.

1.3.04 Дисциплина Б3.В.04 «Специальные вопросы радиоэлектроники »

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 радиоэлектроники, необходимых для подготовки бакалавров, способных к использованию и созданию современных СВЧ радиоэектронных устройств.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Классификация и структурные схемы основных видов радиотехнических систем.

Типы и характеристики базовых элементов транзисторных логик: ключи на биполярном транзисторе и полевом транзисторе с барьером Шоттки, МОП- и КМОП-ключи, переключатели тока, нагрузочная способность и быстродействие ключей, схемы включения; основные семейства цифровых микросхем, параметры и характеристики, базовые элементы серий ДТЛ, ТТЛ, ТТЛШ, ЭСЛ, ИЛИ, логические элементы на ДМОП- и КМОП-ключах,тристабильная схема, расширители, многоуровневые логические элементы.

Устройства приема и обработки сигналов: структурные схемы и основные характеристики радиоприемных устройств, приемники прямого усиления и супергетеродинные приемники; транзисторные и диодные (резистивные и параметрические) преобразователи частоты, балансные схемы; шумы и чувствительность радиоприемных устройств, коэффициент шума и шумовая температура, шумовые параметры транзисторов, согласование усилителя по шумам и по мощности; диодные и транзисторные детекторы амплитудно-модулированных колебаний,импульсно-счетная и другие схемы частотных детекторов, балансные фазовые детекторы на диодах, транзисторах и логических элементах; автоматическая регулировка усиления и автоматические подстройки частоты (частотная и фазовая) в радиоприемных устройствах.

Основные методы приема радиоастрономических сигналов, принципы построения радиометров.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

- физические основы вакуумной СВЧ электроники;

- принципы создания и механизмы работы важнейших типов СВЧ приборов и устройств;

уметь:

- определять достижимые характеристики основных типов СВЧ устройств;

- оценивать области возможного их применения;

владеть:

- навыками практического использования методов оценки характеристик СВЧ-устройств различного назначения;

Иметь представление:

- об использовании средств и методов СВЧ электроники в практической деятельности;

- об основных научно-технических проблемах и перспективах развития СВЧ электроники.

4. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа.

1.3.05 Дисциплина Б3.В.05 «Волновые процессы »

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (65 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Волновые процессы суть процессы возбуждения (излучения), распространения, дифракции и интерференции волн. Физическая сущность волн различна. 'Это акустические волны в газах и жидкостях, волны упругих деформаций в твердых телах, электромагнитные волны. В некоторых средах (плазма, пьезоэлектрик) акустические и электромагнитные волны связаны в единый волновой процесс.

Специалистам в области радиотехники и телекоммуникаций необходимо овладеть понятиями и методами теории волновых процессов как для формирования научного мировоззрения, так и для решения задач связи, локации (в широком смысле), осуществляемых с помощью электромагнитных или акустических волн, обработки информации в волноведущих системах, включая системы акусто- и опто-электроники. В результате изучения дисциплины студент должен:

- ясно понимать физическую сущность волновых процессов;

- уметь выделить общие закономерности, присущие волновым процессам разной природы и их специфические свойства;

- свободно владеть основными методами анализа волновых процессов;

- понимать значение фундаментального характера основных положений теории волновых процессов для выработки правильного методологического подхода к решению научных и технических проблем радиоэлектроники.

2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана

Дисциплина изучается в 7-м семестре.

Изложение курса основывается на материалах, изучавшихся ранее и изучаемых параллельно в курсах математики, физики, радиофизики, математической и теоретической физики.

Специфической особенностью является сложный математический аппарат, используемый при изложении курса, а также разнообразие анализируемых физических процессов.

.

3. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

4.1. Разделы дисциплины по ГОС ВПО, разделы дисциплины по РПД и объемы по видам занятий

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зач.ед.

Форма обучения _____дневная_____

4.2. Содержание разделов дисциплины

1.АКУСТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ

1.1. Общие соотношения для линейных полей. Уравнения для линейных полей. Скалярное звуковое поле, векторное электромагнитное поле, плазменное поле (модель однокомпонентной жидкости). Энергетические соотношения для полей.

Установившиеся гармонические колебания. Метод комплексных амплитуд. Комплексные векторы, операции над ними. Уравнения для линейных полей в комплексной форме. Эквивалентные комплексные парам етры среды. Учет потерь в случае скалярного звукового поля (комплексная-плотность среды) и электромагнитного поля (комплексная диэлектрическая проницаемость). Диэлектрическая проницаемость холодной немагнитной и магнитной плазмы. Магнитная проницаемость намагниченного феррита.

Учет неоднородностей среды посредством введения эквивалентных источников поля. Теорема М.И.Конторовича об эквивалентных токах, ее обобщения.

Лемма Лоренца, ее следствия. Дифракционные формулы. Соотношения взаимности. Элементарная рамка с током и эквивалентный магнитный диполь. Эквивалентная схема приемной антенны. Аналоги леммы Лоренца в случае звукового и плазменного полей.

1.2. Волны в однородном пространстве.

Плоские волны. Постоянная распространения и фазовая скорость. Дисперсионные явления. Однородные и неоднородные волны.

Решение уравнений поля при заданных источниках с помощью преобразования Фурье. Пространственные гармоники и плоские волны. Представление поля в слое и полупространстве в отсутствии источников.

Функции Грина (скалярная, с екторная, тензорная). Функция Грина для уравнения Гельмгольца. Сферическая волна. Построение функций Грина в общем случае. Функции Грина в случае звукового и электромагнитного полей. Функции Грина и дифракционные формулы. Формулы Кирхгофа. Модифицированные формулы Кирхгофа для полупространства. Излучение из отверстия в экране. Зона Фраунгофера. Особенности вычисления ближнего поля.

2. ИЗЛУЧЕНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СПЕКТРА ВОЛН

2.1. Асимптотические методы вычисления интегралов от быстро меняющихся функций.

Основное асимптотическое равенство. Свойства асимптотического ряда. Асимптотика однократного интеграла, содержащего быстро осциллирующую экспоненту. Метод стационарной фазы Стационарные точки, их порядок. Стационарная точка вблизи предела интегрирования. Дифракционный интеграл. Асимптотика двойного интеграла. Представление в виде вклада стационарной точки и контурного интеграла. Вычисление контурного интеграла.

2.2. Излучение из отверстия в плоском экране (ближнее поле).

Воз буждение отверстия плоской и сферической волной. Вклад стационарной точки и геометрическая оптика. Дифракционные явления на примере б есконечно длинной щели и круглого отверстия (непрозрачного диска), пятно Пуассона.

Излучение из бесконечно длинной щели в общем случае (двумерная задача). Метод стационарной фазы и геометрическая оптика. Каустика. Фокус. Обобщение результатов на трехмерный случай.

2.3. Преобразование волн с помощью линз.

Тонкие линзы как элементы фазового преобразования волны. Параксиальное приближение. Основное уравнение линзы. Осуществление Фурье-преобразования поля. Фильтрация пространственных гармоник.

2.4. Элементы голографии.

Общие соотношения для голограмм. Тонкие голограммы. Объемные голограммы.

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

ЛИТЕРАТУРА: основная

1. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. - М. Мир, 1978..- 1089 с.

2. Конторович М.И., Каратыгин В.А. Теория волновых процессов: Учеб.пособие. - Л.: ЛПИ, 1984. - 77 с.

дополнительная

1. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. - М.: Наука, 1973. - 342 с.

1.3.06 Дисциплина Б3.В.06 «Оптические и квантовые приборы»

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)

1. Цели и задачи дисциплины.

Современное развитие науки и техники характеризуется широким использованием оптических и квантовых приборов в различных областях науки и техники, позволяющих получить принципиально новые результаты. Имеются в виду, прежде всего, приборы квантовой электроники, поскольку освоение оптического диапазона длин волн, простирающегося от субмиллиметровых волн до рентгеновского и гамма излучения, как раз базируется на их основе.

Поэтому знание принципов работы таких приборов и формирование представлений об их возможностях является неотъемлемой частью подготовки специалистов в области технической физики, радиофизики и электроники.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

- знать физические основы работы приборов квантовой электроники, их устройство, характеристики и параметры, области применения;

- приобрести первичные навыки работы с приборами квантовой электроники, в том числе, при постановке исследовательских работ и в различных применениях;

- иметь представление о перспективах развития этого сегмента техники.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Данная дисциплина относится к специальным дисциплинам (СД.04), входящим в подготовку бакалавров, и изучается в последнем восьмом семестре. Лекции и лабораторные работы проводятся параллельно. Курс опирается на большинство естественнонаучных и технических дисциплин, таких как «Экспериментальная физика», «Теоретическая физика», «Теория колебаний», «Волновые процессы», «Электронные приборы», «Основы электроники», изученных студентами с 1-ого по 7-ой семестр. В этом состоит его особенность.

3. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий и формы контроля

Форма обучения ____очная

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины по ГОС ВПО, разделы дисциплины по РПД и объемы по видам занятий

*Если дисциплина не относится к федеральному компоненту ГОС ВПО, то в данном столбце указывается название компонента, к которому относится дисциплина в соответствии с рабочим учебным планом (национально-региональному, элективному или факультативному).

**Для дисциплин федерального компонента ГОС ВПО названия и количество основных разделов дисциплины по РПД должны дословно совпадать с названиями и количеством разделов дисциплин по ГОС ВПО.

***Названия видов занятий и количество столбцов выбираются в соответствии с

разделом 3 РПД.

4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1. Введение

Предмет «Оптические и квантовые приборы». Исторический очерк развития квантовой электроники. Краткая характеристика ее современного состояния. Роль российских ученых в ее становлении.

4.2.2. Физические основы квантовой электроники

Поглощение, спонтанное и вынужденное излучения. Коэффициенты Эйнштейна. Поглощение и усиление электромагнитного излучения веществом. Инверсия населенностей. Векторная модель атома. Тонкая и сверхтонкая структура уровней энергии. Энергетические состояния молекул.

4.2.3. Магнитный резонанс

Метод магнитного резонанса на молекулярных и атомных пучках. Атомно-лучевой спектроскоп. Применение метода. Цезиевый стандарт частоты. Принцип действия и устройство.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Действие постоянного и радиочастотного магнитного полей. Уравнения Блоха. Спин-решеточная и спин-спиновая релаксации. Методы наблюдения ЯМР. Автодинный метод. Метод скрещенных катушек Блоха. Импульсные методы наблюдения ЯМР. Спиновое эхо. Фурье спектроскопия ЯМР. Применения ЯМР. ЯМР томограф.

Явление электронного парамагнитного резонанса (ЭНР). Объекты исследования ЭПР. Техника наблюдения парамагнитного резонанса.

Явление оптической накачки (двойной радиооптический резонанс). Наблюдение оптической накачки в парах щелочных металлов. Буферные газы и покрытия на стенках ячейки. Установки с z и ρ лучами. Магнитометры. Стандарт частоты на рубидии.

4.2.4. Квантовые генераторы и усилители радиодиапазона

Молекулярные и атомные генераторы.

Водородный генератор. Сверхтонкая структура и схема зеемановских уровней основного состояния атомов водорода. Сортировка атомов по состояниям. Устройство водородного генератора.

Квантовые парамагнитные усилители. Накачка и устройство основных типов парамагнитных усилителей. Характеристики парамагнитных усилителей (коэффициент усиления, полоса пропускания, диапазон перестройки частоты). Шум-фактор парамагнитных усилителей.

4.2.5. Лазеры

4.2.5.1. Общие вопросы

Обобщенная функциональная схема лазера.

Моды открытого резонатора. Резонатор с плоскими зеркалами. Расчет мод резонатора методом Фокса и Ли. Поперечные и продольные моды.

Резонаторы со сферическими зеркалами. Пучки Эрмита-Гаусса. Диаграмма устойчивости. Согласование мод резонаторов. Распространение гауссова пучка через оптические системы. Комплексный параметр пучка.

Селекция поперечных типов колебаний.

Селекция продольных типов колебаний. Одночастотный режим работы лазера. Система автоматического поддержания одночастотного режима (АПРС).

4.2.5.2. Получение высокомонохроматического излучения

Стабилизация частоты лазеров. Провал Лэмба. Схема гелий-неонового лазера со стабилизацией частоты излучения по линиям поглощения ¹²⁷ I₂ .

Нелинейная лазерная спектроскопия. Метод нелинейного насыщения поглощения.

Единый эталон времени, длины, частоты.

Перестройка частоты лазеров. Схема непрерывного лазера на красителе с перестройкой частоты излучении.

4.2.5.3. Импульсные режимы работы лазеров

- Режим свободной генерации.

- Режим модуляции добротности резонатора. Модуляторов добротности, используемые в схемах лазера (вращающаяся призма, насыщающийся фильтр, электрооптический затвор, акустооптический затвор).

- Режим синхронизации мод. Схема лазера с активной синхронизацией мод.

- Получение импульсов излучения пикосекундной длительности. Пассивная синхронизация мод. Схема выделения одиночного импульса светового импульса пикосекундной длительности.

- Получение импульсов фемтосекундной длительности. Линейная модуляция частоты («чирп» частоты) в области максимума мощности светового импульса. Компенсация «чирпов» частоты.

4.2.5.4. Нелинейно-оптические преобразования частоты

Нелинейные оптические эффекты. Фазовый синхронизм. Удвоение частоты, получение суммарной и разностной частот. Параметрическая генерация.

4.2.5.5. Основные типы лазеров

Газовые лазеры. Гелий-неоновый лазер, аргоновый лазер, СО₂ лазер.

Твердотельные лазеры. Трехуровневый и четырехуровневый методы создания инверсии населенностей. Устройство твердотельного лазера. Система накачки. Лазеры на рубине. Лазеры на стекле, активированном неодимом. Лазеры на иттрий алюминиевом гранате с примесью неодима. Волоконные лазеры.

Полупроводниковые лазеры.

4.2.5.6. Применения лазеров

Технологические применения лазеров. Использования лазеров в задачах измерения длины. Оптическая запись цифровой информации.

4.2.6. Голография

Голографический эксперимент. Запись и воспроизведение голограмм. Основное уравнение голографии. Голограмма точечного объекта. Голограмма плоскости. Возможные применения.

Классификация голографических схем. Схема Габора. Голография Фурье. Безлинзовая Фурье-голография.

Материалы для записи голограмм. Фотопленка. Кривая почернения. Модуляция передаточной функции. Эффективность голограмм. Амплитудные и фазовые голограммы. Объемные голограммы.

Понятие о когерентности источника. Временная и пространственная когерентность. Требования к когерентности источника в голографии.

Голографическая интерферометрия. Метод реального времени. Метод двух экспозиций. Локализация полос в голографической интерферометрии. Голографические методы определения рельефа поверхности.

5. Лабораторный практикум – не предусмотрен

6. Практические занятия – не предусмотрены.

7. Курсовой проект (курсовая работа) – не предусмотрен.

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1. Рекомендуемая литература

Основная:

1. Дудкин В.И., Пахомов Л.Н. Квантовая электроника. Приборы и их применение: Учебное пособие. - М.: Техносфера, 2006,- 432 с. ISBN 5-94836-076-8

2. Дудкин В.И., Пахомов Л.Н. Основы квантовой электроники. — СПб.: изд. СПбГТУ, 2001,-307с.

Дополнительная:

1. Рябов С.Г., Торопкин Г.Н., Усольцев И.Ф. Приборы квантовой электроники. - М.: Радио и связь, 1985, -280с.

8.2. Технические средства обеспечения дисциплины – не требуются.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины – не требуется

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Текущий контроль знаний осуществляется в рамках лабораторного практикума при допуске студентов к выполнению очередной работы и при защите отчетов.

1.3.07 Дисциплина Б3.В.07 «Устройства СВЧ и антенны»

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)

I. Цели и задачи изучения дисциплины

Освоение студентами принципами работы устройств СВЧ и антенн, изучение аналитических и численных методов их расчета. Ознакомление студентов с основными типами антенн и устройств СВЧ и областями их применения. Привитие навыков проведения экспериментальных исследований в лабораторных условиях.

2. Место дисциплины в системе дисциплин учебного плана

Б3.В.07. Дисциплина изучается в 8-м семестре.

Курс базируется на знаниях, полученных студентами в процессе изучения физики, электродинамики, математической физики и теории волновых процессов. Освоение курса является необходимым условием быстрой адаптации при работе в должности инженера, связанной с разработкой и эксплуатацией устройств СВЧ и антенн.

.

3. Объем дисциплины по видам учебной работы и формы контроля

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зач.ед.

Форма обучения _____дневная_____

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины по ГОС ВПО, разделы дисциплины по РПД и объемы по видам занятий

Принципы функционирования устройств СВЧ и антенн, аналитические и численные методы их расчета,

Предмет и содержание дисциплины. Классификация типов антенн и устройств СВЧ. История развития.

Типовые узлы и элементы, их электрические модели и конструкции

Классификация линий передач и краткий обзор по диапазонам волн. Основные параметры линии передачи. Типовые элементы тракта. Основные типы антенн Вибраторные, щелевые, линзовые и зеркальные антенны. Антенные решетки.

Делители мощности

Последовательные и параллельные делители. Пространственное деление мощности.

Сочетание методов электродинамики и теории цепей СВЧ.

Способы определения поля излучения антенны Представление поля излучения в виде ряда по пространственным гармоникам. Использование принципов эквивалентности. Использование векторного потенциала. Интегральное уравнение теории антенн.

Определение распределения тока в тонкой проволочной антенне. Диаграмма направленности симметричного вибратора. Входное сопротивление симметричного вибратора.

Методы расчета антенных решеток

Определение поля системы излучателей. Эквидистантные решетки. Интерференционные максимумы. Парциальная диаграмма. Влияние амплитудного и фазового распределений на диаграмму направленности антенной решетки.

Способы управления фазой элементов решетки

Управление с помощью дискретных фазовращателей различных типов. Частотное сканирование.

Входное сопротивление элемента решетки

Модель решетки в виде листа тока. Решетка вибраторов над экраном. Зависимость входного сопротивления от угла сканирования. Волноводные имитаторы.

Щелевые антенны

Принцип перестановочной двойственности. Входное сопротивление и диаграмма направленности щелевой антенны. Частотнонезависимые антенны.

Антенны эллиптической поляризации

Общие свойства эллиптически поляризованного поля. Сфера Пуанкаре.

Типы антенн эллиптической поляризации. Особенности их диаграмм направленности.

Апертурные антенны.

Поле излучения апертурной антенны. Дальняя и ближняя зоны. Влияние амплитудно-фазового распределения на диаграмму направленности. Рупорные антенны. Линзовые антенны. Зеркальные антенны.

Экспериментальное исследование и автоматизированное проектирование устройств СВЧ и антенн

Измерение параметров антенн. Пакеты программ HFSS, Microwave Office, Ansys.

Проблемы электромагнитной совместимости.

Характерные особенности антенн в зависимости от диапазона. Свойства антенн малых размеров. Способы увеличения рабочей полосы частот. Антенные устройства подвижной радиосвязи, радиорелейных линий, систем космической связи, радиолокационных и радиоастрономических систем.

Заключение

Перспективы развития устройств СВЧ и антенных систем.

5. Лабораторный практикум

Исследование входного сопротивления вибраторной антенны в зависимости от частоты

Исследование диаграмм направленности одиночной, двух и трех элементной антенны

Исследование диаграмм направленности рупорных антенн

Исследование диаграмм направленности зеркальной антенны

Исследование ферритового фазовращателя

Исследование структуры поля антенны в ближней зоне

6.Курсовая работа

В рамках курсовой работы студент осваивает методику расчета антенной системы исходя из требований, предъявляемых к ее диаграмме направленности, диапазону рабочих частот и мощности в режиме передачи. Кроме расчетов, выполняемых с помощью компьютера, представляются эскизы антенны и элементов фидерного тракта.

7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература

Основная

Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ: Учебник для вузов. М.: Высш. Школа,1988. 432 с.

Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн: Учебник для вузов./Г.А. Ерохин, О.В. Чернышев, Н.Д. Козырев и др. М.: Радио и Связь, 1996. 352 с.

Шанников Д.В. Излучение и распространение электромагнитных волн: Учебное пособие. Л.: ЛПИ, 1990. 64 с.

Акимов В.П., Утробин О.Б., Шанников Д.В. Излучение и распространение электромагнитных волн: Лабораторный практикум. СПб.: ЛГТУ, 1991. 99 с.

Шанников Д.В., Утробин О.Б., Жуков А.Д. Антенные устройства и распространение электромагнитных волн: Сборник задач. СПб.: СПбГТУ, 1998. 76 с.

Дополнительная

Цейтлин Н.Б. Антенная техника и радиоастрономия. М.: Сов. радио, 1976. 352 с.

Бабенко Л.А., Ферсман Г.А., Шанников Д.В. Рассеяние электромагнитных волн приемными антеннами: Учебное пособие. СПб.: СПбГТУ, 2000. 25 с.

Программу составил:

Д.ф.м.н., профессор Акимов В.П.. – профессор кафедры радиофизики СПбГПУ

1.3.08 Дисциплина Б3.В.08 «Введение в схемотехнику»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зач. ед. (88 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Изучая настоящий курс, студенты получают представление об основах алгебры Буля, о способах построения и исследования основных классов электронных устройств. Эти знания необходимы им при выполнении учебных экспериментальных исследований с использованием элементов автоматизации и ЭВМ и в последующей практической работе.

Основной задачей курса является формирование у студентов:

1) Знаний основных способов построения и принципов работы электронных схем.

2) Практических навыков анализа и синтеза электронных устройств на базе современных интегральных цифровых и аналоговых микросхем.

3) Умения работать с литературой, самостоятельно решать задачи конструирования электронных устройств, не рассмотренных в рамках данного курса.

Курс читается в 1,2 и 3 семестрах. Основной трудностью изучения курса является отсутствие у студентов в 1 и 2 семестрах подготовки по дисциплинам «Теория электрических цепей» и «Электронные приборы». Поэтому изучение внутренних конструктивных особенностей интегральных схем отнесено к 3 семестру. Навыки анализа и синтеза логических устройств на основе методов алгебры Буля приобретаются студентами в процессе практических занятий по курсу (1 семестр). Предусмотрен также лабораторный практикум, способствующий развитию у студентов навыков экспериментального исследования элементов и устройств современной интегральной микросхемотехники.

Для успешного усвоения курса требуется большой объем самостоятельной работы студентов по проработке лекционного материала и подготовке к практическим и лабораторным занятиям.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1. Введение

Предмет и задачи курса.. Цифровые и аналоговые интегральные схемы, их применение. Природа электронных устройств, используемых в ЭВМ; системы счисления, двоичная система счисления.

2. Системы счисления и арифметика .

Преобразования чисел из одной системы счисления в другую.

Двоичные числа со знаком. Сложение в системах с обратным и дополнительным кодами.

Двоично-кодированные десятичные числа и десятичная арифметика: взвешенные и невзвешенные коды, коды с обнаружением ошибок, коды с исправлением ошибок. Десятичное сложение и вычитание в двоично-десятичном коде.

Арифметика повышенной точности. Арифметика чисел с плавающей запятой.

3. Булева алгебра и логические схемы .

Булева алгебра. Основные определения. Таблица истинности и булевы (логические) функции. Теоремы булевой алгебры и их применение. Понятие терма булевской переменной.

Каноническая сумма минтермов. Каноническое произведение макстермов. Упрощение логических функций с помощью карт Карно (диаграмм Вейча) и теоремы разложения.

Логические схемы. Основные типы логических элементов. Понятие базисных логических элементов. Универсальные логические элементы «и-не», «или-не». Представление булевских функций в различных базисах. Логические элементы «исключающее или» и «исключающее или-не».

Примеры анализа и синтеза простейших логических устройств. Мажоритарный элемент.

Классификация цифровых электронных устройств. Основные обозначения. Основы схемотехники логических элементов на транзисторных ключах. Монтажная логика. Элементы с открытым коллектором. Элементы с Z-состоянием.

Понятие и свойства ТТЛ, КМОП-логики

4. Комбинационные логические устройства .

Мультиплексоры. Логические схемы мультиплексоров. Способы наращивания. Мультиплексор - универсальный логический элемент, использование для синтеза логических функций. Мультиплексоры ТТЛ и КМОП: таблицы истинности, основные схемы включения.

Демудьтиплексоры и дешифраторы. Логические схемы, принцип работы, таблицы истинности, способы наращивания, синтез логических функций: ТТЛ и КМОП демультиплексоры и дешифраторы. Шифраторы.

Примеры использования мультиплексоров, демультиплексоров, шифраторов и дешифраторов в сложных логических устройствах.

Цифровые компараторы. Логическая схема однозарядного компаратора. Таблица истинности компаратора.

Передача информации с контролем четности. Принцип формирования паритетного бита. Пример использования ИМС К155 ИП2 в системе передачи информации.

5. Комбинационные арифметические устройства .

Полусумматор. Логическая схема. Полный сумматор с последовательным переносом. Способы наращивания. Последовательный сумматор.

Вычитатель. Логическая схема. Двоичный вычитатель с последовательным переносом.

Сложение и вычитание чисел в параллельном арифметическом блоке. Принцип быстрого сложения и вычитания. Сумматор с параллельным переносом.

Двоично-десятичный сумматор. Особенности формирования сигнала переноса.

Сумматоры ТТЛ. Основные микросхемы. Схема для перемножения двоичных чисел.

Сумматоры и умножители КМОП. Сумматор на основе мультиплексора.

6. Сложные комбинационные устройства .

Арифметико-логические устройства. Способы функционирования и наращивания. Примеры микросхем, арифметико-логических устройств ТТЛ и КМОП-логики совместно с блоком ускоренного переноса.

Программируемые логические матрицы. Основные принципы построения ПЛМ. Примеры ТТЛ и КМОП микросхем ПЛМ.

Применение программируемых логических матриц и арифметико-логических устройств в современной электронной технике.

7. Последовательностные логические устройства .

Основные определения. Примеры последовательностных устройств. Триггеры. Таблица состояний. Временные диаграммы.

Структурная модель последовательностного устройства (ПУ). Описание работы ПУ с помощью таблицы и диаграммы состояний. Основы синтеза и анализа ПУ.

Примеры разработки ПУ. Десятичный счетчик. Трехразрядный реверсивный счетчик. Сдвиговые регистры.

8. Счетчики, триггеры, сдвиговые регистры и элементы памяти, выполненные в виде интегральных схем .

8.1.Предварительно устанавливаемый десятичный счетчик. Способы деления синхрочастот на заданное число.

Счетчики ТТЛ с последовательным переносом. Организация деления частоты на МС К155ИЕ5, К155ИЕ4, 155ИЕ2.

Счетчики ТТЛ с параллельным переносом (К155ИЕ9,К155ИЕ6). Способы наращивания. Счетчики КМОП.

8.2. Логические схемы интегральных триггеров. Простейшие триггерные ячейки - асинхронные и синхронные триггеры.

Триггеры М -структуры.

Некоторые типы триггерных ИМС.

8.3. Интегральная схема сдвигового регистра.

Основные типы регистров в интегральном исполнении.

Накопительные и сдвигающие регистры.

Регистры ТТЛ. МС К155ИР15, К155ИР1, К155ИР13.

Регистры сдвига КМОП.

8.4. Синхронный четырехразрядный буфер данных. Понятие общей шины. Адресные шины и шины данных. Организация двунаправленной линии передачи данных.

8.5. Запоминающие устройства.

Основные типы памяти.

Запоминающие устройства с произвольным доступом.

Организация памяти с линейной выборкой.

Системы адресации памяти.

Связь кристаллов памяти с линией ЭВМ.

Статические и динамические ОЗУ на МОП-транзисторе.

Постоянные запоминающие устройства.

Память с последовательным доступом. Последовательная память с циклическим воспроизведением информации.

9. Аналого-цифровые операции .

Оцифровывание сигнала. Дискретный сигнал. Спектр дискретного сигнала.

Восстановление непрерывного сигнала Погрешности дискретизации восстановления.

Применение аналоговых ИМС выборки с запоминанием и компараторов в аналого-цифровых преобразованиях.

Основы схемотехники цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Аналого-цифровой преобразователь. Метод последовательных аппроксимаций.

АЦП со ступенчатым изменением опорного напряжения.

АЦП со следящим преобразованием.

10. Конструкции основных логических элементов .

Конструктивные особенности логических микросхем ТТЛ и КМОП. Принципиальные схемы базисных логических элементов.

Простейшая схема триггера Шмитта.

11. Основы аналоговой микросхемотехники .

Основные аналоговые функции, выполняемые ИМС. Классификация аналоговых микросхем, методы описания. Примеры аналоговых микросхем. Условные обозначения.

12. Характеристики операционного усилителя (ОУ ).

Введение в теорию ОУ. Понятие идеального операционного усилителя. Анализ схем на основе идеального ОУ с обратной связью.

Реальный ОУ. Погрешность и стабильность коэффициента усиления.

Частотная характеристика. Методы коррекции. Переходная характеристика.

Напряжение смещения, входной ток смещения.

Синфазный коэффициент ослабления.

Трехкаскадная схема ОУ. Токовое зеркало. Схема Дарлингтона. Комплементарный повторитель.

Входное и выходное сопротивления.

Сравнительный анализ характеристик реального и идеального ОУ.

13. Применение ОУ.

Суммирующий и вычитающий усилитель.

Преобразователи ток-напряжение и напряжение-ток.

Детекторы на основе ОУ. Прецизионный детектор-выпрямитель. Прецизионный двухпозиционный выпрямитель. Прецизионный пиковый детектор.

Логарифмический преобразователь.

Экспоненциальный сумматор. Токовый интегратор - зарядовый сумматор.

Триггер Шмитта.

Стабилизатор напряжения. Источник постоянного тока.

ОУ с электронным управлением коэффициента усиления.

Прецизионный выпрямитель.

Измерительный усилитель.

Экспоненциальный преобразователь, схема возведения в степень. Функциональный генератор.

Прецизионная схема ограничения.

Схема переключения полярности коэффициента усиления.

Симметричный двухсторонний ограничитель.

Генератор отрицательного входного сопротивления. Гиратор. Имитатор индуктивности.

14. Активные фильтры .

Простейшие фильтры высоких и низких частот. Полосовые фильтры. Фильтры первого и второго порядка. Фильтры Баттерворта и Чебышева.

Активный фильтр нижних частот - интегральный.

Активный фильтр верхних частот - дифференциальный.

15. Аналоговые умножители .

16.

Основы схемотехники аналоговых умножителей. Особенности конструкций. Применение аналоговых умножителей для получения амплитудно- и частотно-модулированных колебаний.

Демодуляция и преобразование частоты с использованием аналогового умножителя.

16. Источники питания и усилители мощности .

Основные микросхемы стабилизаторов напряжения и усилителей мощности. Особенности функционирования и применения.

Практические занятия.

1. Системы счисления, преобразование чисел, арифметические операции в различных системах счисления. Кодирование десятичных чисел. (3 часа).

2. Построение таблиц истинности, преобразование логических функций, нахождение минимальных сумм и произведений с использованием карт Карно, анализ и синтез комбинационных логических схем. (5 часов).

3. Реализация произвольных логических функций, заданных с помощью таблиц истинности. Использование шифраторов, дешифраторов для преобразования кодов, построение комбинационных устройств различного назначения. (3 часа).

4. Анализ и синтез последовательностных логических схем. Функции возбуждения. Синтез последовательностных устройств на основе триггерных ячеек. (6 часов).

Лабораторные занятия.

1. Исследование характеристик логических элементов ТТЛ и КМОМ.

2. Применение счетчиков и регистров в цифровых устройствах.

3. Цифровые интегральные схемы.

4. Синтез комбинационных и последовательностных логических устройств.

5. Генераторы на основе логических схем.

6. Исследование операционного усилителя.

7. Исследование активных RC-фильтров на ОУ.

8. RC-автогенератор на ОУ.

Примечание: Лабораторные работы 6,7 и 8 в настоящий момент выполняются

в курсе «Основы радиофизики».

Распределение времени студентов по видам занятий и формы контроля

Таблица 1.

Таблица II

Л и т е р а т у р а :

Основная

1. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. - М.: Радио и связь, 1985.

2. Функциональные устройства на микросхемах / Под ред. Найдерова В.З. - М.: Радио и связь, 1985.

3. Зельдин Е.Н. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. - Л.: Энергоатомиздат, 1986.

4. Алексенко А.Г., Шагурин. Микросхемотехника. - М.: Радио и связь, 1982.

5. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. - М.: Радио и связь, 1990.

Дополнительная

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т.1,2 / Пер. с англ. - М.: Мир, 1983.

2. Агаханян Г.М. Интегральные микросхемы. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Компьютеры. Т. 1,2,3 / Под ред. Хелмса П. - М.: Мир, 1986.

4. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. - М.: Мир, 1983.

5. Применение интегральных схем. Т. 1,2 / Под ред. Уильямса А. - М.: Мир, 1987.

1.3.09 Дисциплина Б3.В.09 Основы менеджмента наукоемких производств

Общая трудоёмкость изучения дисциплины составляет 2 зач. ед. (78 часов)

1. Цели и задачи изучения дисциплины

Целью изучения дисциплины является усвоение студентами современных представлений о современных способах организации производства, ориентированного на использование наукоёмких технологий и методов управления таким производством.

2. Место дисциплины в рабочем учебном плане

Дисциплина Б3.В.09 «Основы менеджмента наукоемких производств» является дисциплиной вариативной части профессионального цикла ФГОС ВПО по профилю «Физика структур пониженной размерности» направления подготовки бакалавров «Техническая физика» и изучается в 8 семестре. Курс опирается на знания, полученные при изучении предшествующих дисциплин гуманитарного и профессионального циклов. Знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения дисциплины, закрепляются и углубляются в ходе самостоятельной научно-исследовательской работы, при подготовке выпускной работы. Эти знания необходимы также для быстрой адаптации в первичной должности выпускника, работающего в области современных наукоемких технологий и для его дальнейшего профессионального роста.

3. Основные дидактические единицы (разделы)

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать:

- способы организации работы научно-производственного коллектива; методы разработки планов производственных работ с использованием наукоёмких технологий и управления ходом их выполнения;

Уметь:

- находить оптимальные решения при создании наукоёмкой продукции с учетом требований качества, стоимости, сроков исполнения, конкурентоспособности и безопасности жизнедеятельности

Владеть:

- навыками организации работы исполнителей;

- навыками нахождения и принятия управленческих решений.

- Иметь представление:

- о способах координации работы персонала для комплексного решения инновационных проблем;

- о роли изучаемых проблем в современном наукоёмком производстве.

4. Распределение объема учебной дисциплины по видам учебных занятий
и формы контроля

1.3.10 Дисциплины по выбору обучающихся

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО дисциплины этой группы предусмотрены во всех трех циклах учебного плана, а их суммарный объем составляет одну треть вариативной части ООП. Дисциплины по выбору обучающихся – наиболее гибкая форма обучения студентов, позволяющая оперативно учитывать результаты развития науки, культуры, экономики, техники, технологий и социальной сферы, и в соответствии с этим ежегодно обновлять основные образовательные программы, как этого требует ФГОС ВПО.

В ООП по данному профилю предусмотрено три типа дисциплин по выбору обучающихся: семинарские занятия, лекционные курсы и научно-исследовательская работа в лаборатории.

1.3.10.01 Семинарские занятия

Одной из основных активных форм обучения профессиональным компетенциям, связанным с ведением того вида деятельности, к которым готовится бакалавр, является семинар, продолжающийся на регулярной основе не менее двух семестров.

Семинарские занятия по нескольким тематикам, соответствующим наиболее актуальным научным направлениям профиля, выбранными студентами, предусмотрены во всех трех циклах вариативной части учебного плана ООП:

- Б.1: семинар на иностранном языке;

- Б.2: семинар по технической физике:

- Б.3: семинар по профессиональным вопросам профиля.

Семинар является одной из форм активного приобретения студентами знаний по избранной специальности и служит дополнением к лекционным занятиям и практике в научно-исследовательских лабораториях кафедр. На семинарах студенты делают доклады по материалам оригинальных работ, публикуемых в отечественных и зарубежных периодических изданиях.

Студент должен

знать иностранный язык, техническую и научную терминологию, методы современного физического эксперимента, новейшие и классические измерительные приборы и устройства, лабораторные препаративно-технологические приемы, методы математического планирования эксперимента

уметь: систематически работать над периодической научной литературой, критически осмысливать и обобщать изучаемый материал, грамотно и четко излагать свои мысли.

В процессе подготовки и обсуждения докладов студенты приобретают навыки систематической работы над периодической научной литературой, критического осмысливания и обобщения изучаемого материала, учатся грамотно и четко излагать свои мысли, овладевают технической и научной терминологией, закрепляют и совершенствуют свои познания в иностранных языках.

Доклады являются одной из форм подготовки к преподавательской деятельности. Семинар – гибкая форма обучения студентов, позволяющая ознакомить их с новейшими достижениями науки и техники. Одной из основных задач семинара является привитие навыков самостоятельной работы с научной литературой.

Ежегодно обновляемый список тем, предлагаемых к рассмотрению на семинаре, составляется руководителем семинара и утверждается заведующим кафедрой перед началом каждого семестра.

Программа семинара связана с учебным планом, а темы семинарских занятий дополняют и развивают некоторые вопросы лекционных курсов. Темы семинара избираются с учетом полученных студентами знаний в течение обучения На последнем восьмом семестре для докладов рекомендуются темы выпускных работ бакалавров или близкие к ним.

При проведении семинаров по профессии предусматривается возможность привлечения ведущих исследователей и специалистов-практиков, а также встреч с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.

1.3.10.02 Лекционные курсы

Элективные лекционные курсы предусмотрены во всех трех циклах вариативной части ООП. Перечень соответствующих дисциплин ежегодно обновляется и, в соответствии с требованиями ФГОС ВПО, утверждается ученым советом вуза.

1.3.10.03 Научно-исследовательская работа в лаборатории

Работа студентов в исследовательских лабораториях по выбранному научному направлению профиля преследует цель приобретения навыков самостоятельной научной работы, умения ставить и решать отдельные конкретные задачи, возникающие в экспериментальных исследованиях в области прикладной и технической физики. Указанные цели достигаются путем практической работы студентов под непосредственным руководством преподавателей и научных сотрудников в лабораториях кафедр, научно-исследовательских институтов, а также в других организациях. Как правило, тематика НИР определяется, прежде всего, проводимыми на кафедрах научными исследованиями и продолжает циклы профессиональных дисциплин.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать: методы современной радиофизики и технической электродинамики, СВЧ измерительные приборы и устройства и их практическое применение; методы математического моделирования приборов и устройств, методы обработки и анализа опытных данных, методы ведения текущей научно-технической документации и подготовки отчетной информации;

уметь: систематически работать над периодической научной литературой, критически осмысливать и обобщать изучаемый материал, грамотно и четко излагать свои мысли, ставить и решать отдельные конкретные задачи, возникающие в теоретических и экспериментальных исследованиях, выполнять экспериментальные исследования, уметь пользоваться прикладными компьютерными пакетами и программами, проводить анализ и интерпретацию полученных результатов.

иметь навыки: самостоятельной работы с научной литературой, выступления перед аудиторией, самостоятельной работы на исследовательском оборудовании

Разделами учебной дисциплины могут являться:

- Введение. Инструктаж по технике безопасности.

- Изучение литературных источников: отчетов, журнальных статей, монографий по тематике научной лаборатории.

- Монтаж или наладка измерительной или технологической аппаратуры.

- Отработка методики работы на стандартном оборудовании.

- Проведение измерений характеристик приборов и устройств, графическое построение экспериментальных зависимостей, сопоставление с аналогичными зависимостями, известными из литературы.

- Подготовка доклада на научной конференции, семинаре