Программа дисциплины «Электромагнитные поля и волны»  для направления 210700. 62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Тематика заданий текущего контроля

2. Вопросы для оценки качества освоения дисциплины (контрольной работы и коллоквиума)

1. 
   Возбуждение и электрическая прочность волноводов.
   

2. 
   Потери в волноводах.
   
3. 
   Структура поля и эпюры волны типа Н₁₀ в прямоугольном волноводе.
   
4. 
   Типы волн в волноводах прямоугольного поперечного сечения. Критическая длина волны.
   
5. 
   Свойства дисперсных волн в микроволновых передающих линиях.
   
6. 
   Структура поля и эпюры волны типа Е₀₁ в круглом волноводе.
   
7. 
   Собственная и нагруженная добротность полых резонаторов.
   
8. 
   Передача энергии по волноводам. Пробивное напряжение.
   
9. 
   Типы колебаний полых резонаторов и области их применения.
   
10. 
    Основные характеристики замедляющих систем.
    
11. 
    Общие свойства замедленных волн.
    
12. 
    Решение волнового уравнения для замедляющих систем.
    
13. 
    Свойства пространственных гармоник в периодических замедляющих системах.
    
14. 
    Свойства замедляющей системы типа «гребенка».
    
15. 
    Свойства замедляющей системы типа «спираль».
    
16. 
    Электростатическое поле. Скалярный потенциал. Уравнение для вычисления скалярного потенциала.
    
17. 
    Законы электромагнитного поля в интегральной и дифференциальной форме.
    
18. 
    Параметры полых резонаторов. Собственная и нагруженная добротность.
    
19. 
    Электрическое поле в проводящей среде. Энергия электрического поля.
    
20. 
    Поле в несовершенных диэлектриках. Уравнение вязкости среды.
    
21. 
    Переменное электромагнитное поле. ТеоремаУмова-Пойинтинга.
    
22. 
    Переменное электромагнитное поле. Электродинамические потенциалы.
    
23. 
    Неоднородности в волноводах и метод эквивалентных схем.
    
24. 
    Коэффициент отражения и вопросы согласования волноводов.
    
25. 
    Свойства дисперсных волн микроволновых линий передач.
    
26. 
    Магнитное поле. Векторный и скалярный потенциалы магнитного поля.
    
27. 
    Переменное электромагнитное поле в проводящей среде.
    
28. 
    Переменное электромагнитное поле в идеальном диэлектрике.
    
29. 
    Коэффициент отражения и свойства стоячих волн.
    
30. 
    Периодические замедляющие системы. Пространственные гармоники.
    

2. Самостоятельная работа

1. 
   Уравнения Максвелла. Граничные условия для векторов электромагнитного поля на границе раздела двух сред. Электромагнитное поле в поляризующейся среде и решение уравнения вязкости. Примеры решения задач электродинамики на границе раздела двух сред. Электростатическое поле и электрическое поле в проводящей среде. Магнитное поле – 26 часов;
   
2. 
   Переменное электромагнитное поле. Электродинамические потенциалы. Энергия электромагнитного поля. Переменное электромагнитное поле в проводящей среде и идеальном диэлектрике. Общие вопросы сверхвысокочастотных передающих линий. Распространение электромагнитных волн в прямоугольном и круглом волноводах – 26 часов;
   
3. 
   Замедляющие системы. Общие свойства замедленных волн. Полые резонаторы и определение их параметров. Области применения полых резонаторов и замедляющих систем. Метод эквивалентных схем для анализа неоднородностей в волноводах. Примеры расчета неоднородностей - 26 часов;
   
4. 
   Коэффициент отражения и свойства стоячих волн. Методы согласования различных конструкций электродинамических систем с внешними подводящими высокочастотными линиями передач. Методы анализа сложных сверхвысокочастотных цепей. – 24 часа.
   

5. Контрольная работа

1. 
   - типы волн в микроволновых линиях передач
   
2. 
   - уравнения составляющих поля в прямоугольном волноводе при волнах типа Н (волна типа Н₁₀)
   
3. 
   - уравнения составляющих поля в прямоугольном волноводе при волнах типа Е (волна типа Е₁₁)
   
4. 
   - уравнения составляющих поля в круглом волноводе при волнах типа Е (волна типа Е₀₁)
   
5. 
   - электродинамические потенциалы в переменном электромагнитном поле
   
6. 
   - теорема Умова-Пойнтинга. Энергия электромагнитного поля.
   
7. 
   - свойства периодических замедляющих систем и пространственные гармоники
   
8. 
   - свойства дисперсных волн микроволновых линий передач
   
9. 
   - применение матриц для анализа и синтеза СВЧ цепей
   
10. 
    - способы анализа полых резонаторов
    
11. 
    - характеристическое и эквивалентное сопротивление волноводов
    
12. 
    - аналитическая модель взаимодействия СВЧ энергии с диэлектрическим средами (удельная мощность диэлектрических потерь)
    
13. 
    - поле электрического диполя
    
14. 
    - векторный и скалярный потенциалы в магнитном поле
    
15. 
    - поведение векторов электромагнитного поля на границе раздела двух сред
    

5. Курсовая работа



№ группы		a, мм	b, мм			f, ГГц
01	2,25	48	24	1,5	1,5	6	57
02	1,0	72	34	2,5	0,5	5,5	34
03	1,69	23	10	3,0	2,5	12	57
04	1,44	58	25	1,0	5,0	7	66

1. 
   Определить комплексные амплитуды всех остальных (не заданных в условии) проекций векторов поля и далее обозначить тип волны.
   
2. 
   Определить диапазон частот, в котором рассматриваемое поле представляет собой волну, бегущую вдоль оси z.
   
3. 
   Записать выражения для мгновенных значений всех проекций векторов поля и по ним построить графики зависимостей этих проекций от координаты z при _ и_ в два момента времени _ и _ в интервале , где – длина волны в волноводе на частоте _.
   
4. 
   Проверить выполнение граничных условий для векторов поля волны на всех стенках волновода.
   
5. 
   Записать выражения для мгновенного, комплексного и среднего за период высокой частоты значений вектора Пойнтинга.
   
6. 
   Вычислить мощность, переносимую волной заданного типа по волноводу на частоте _.
   
7. 
   Рассчитать и построить частотные зависимости и
   
8. 
   Предполагая, что волновод изготовлен из проводника с удельной проводимостью _, рассчитать и построить частотную зависимость коэффициента затухания (ослабления), т.е. _.
   
9. 
   Изобразить линии векторов поля _, а так же токов на всех стенках волновода для волны данного типа.
   

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

1. 
   Григорьев А.Д. “Электродинамика и микроволновая техника”. Изд-во «Лань», 2007.
   
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. 
   Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Радио и связь, 1989.
   
8. 
   Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение электромагнитных волн. М.: Наука, 1989.
   
9. 
   И.В.Лебедев “Техника и приборы СВЧ”, том 1. Изд-во “Высшая школа”, Москва, 1972.
   
10. 
    Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцов А.Д. Техническая электродинамика. М.:Радио и связь. 2000.
    
11. 
    Сазонов Д.М., Гридин А.Н., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1981.
    
12. 
    Силин Р.А. Периодические волноводы. М.: Фазис, 2002.
    
13. 
    Левин Л. Теория волноводов. Пер. с англ./Под ред. В.И.Вольмана. М.: Радио и связь, 1981.
    
14. 
    Кузаев Г.А, Назаров И.В. Электродинамика и техника сверхбыстрой обработки сигналов. Часть 1. Электромагнетизм: Учебное пособие / МГИЭМ, М., 2001.
    
15. 
    Кузаев Г.А, Назаров И.В. Электродинамика и техника сверхбыстрой обработки сигналов. Часть 2. Микроволновая техника: Учебное пособие / МГИЭМ, М., 2001.
    
16. 
    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.
    
17. 
    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.
    
18. 
    Новожилов Ю.В., Яппа Ю.А. Электродинамика.– М.: Наука, 1978.
    
19. 
    Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. Москва: Сов. Радио. 1966.
    

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины