Рабочая программа учебной дисциплины

Скачать 138.04 Kb.

Название	Рабочая программа учебной дисциплины
Дата публикации	20.02.2015
Размер	138.04 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Математика > Рабочая программа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)
ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА

титульн

Согласовано	«УТВЕРЖДАЮ»
(название школы ДВФУ)	Заведующая (ий) кафедрой ________________________________ (название кафедры)
Руководитель ОП
_____________ _В.И.Короченцев_ (подпись) (Ф.И.О. рук. ОП)	______________ _ В.И.Короченцев (подпись) (Ф.И.О. зав. каф.)
«_____»___________________20___г.	«______»_________________20____г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)

Линзовые антенны

Направление — 200100.68 Приборостроение
Форма подготовки – очная

Инженерная школа ДВФУ

Кафедра Приборостроения

Курс 2, семестр 3

Лекции – 14 час.

Практические занятия – 22 час.

Семинарские занятия – не предусмотрено учебным планом

Лабораторные работы – не предусмотрено учебным планом

Консультации – не предусмотрено учебным планом.

Всего часов аудиторной работы – 36 час.

Самостоятельная работа – 36 час.

контрольные работы – не предусмотрено учебным планом

зачёт – 3 семестр

экзамен – не предусмотрено учебным планом
Рабочая программа учебной дисциплины составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (приказ №65 от 25 января 2010г.)

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры_____Приборостроения___________________«__11___» __июня__2012____г.

Заведующий кафедрой: докт. ф.-м.наук, профессор В.И.Короченцев

Составитель: В.И.Короченцев
Оборотная сторона титульного листа РПУД

I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:

Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______

Заведующий кафедрой _______________________ __________________

(подпись) (И.О. Фамилия)

АННОТАЦИЯ

Курс дисциплины «Линзовые антенны» основан на обобщении понятия линзовых и рефлекторных антенн.

Предложены алгоритмы расчета фокусирующих систем методами синтеза и анализа. В качестве обобщенной математической модели принято решение волнового уравнения в виде функции Грина и формулы Кирхгофа.

Для интерактивного обучения приводятся примеры расчета фокусирующих систем в виде различных природных неоднородностей в океане, на дне океана и земной коре.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: Основные уравнения гидролокации, теорию рассеяния, реверберации, распространение и рефракции акустических волн в океанской стратифицированной среде.

Уметь: Применять законы отражения и прохождения, дифракции и интерференции, затухания и поглощения акустических волн для расчета основных характеристик гидроакустических приемных и излучающих антенн, тактико-технических характеристик гидроакустических систем активной и пассивной локации.

Владеть:

– навыками разработки моделей гидролокационных комплексов работающих в сложной сигнально-помеховой обстановке, с учетом меняющихся координат обнаруживаемых объектов и при воздействии внешних полей различного происхождения;

– способностью оценить уровень показателей качества и инновационные риски коммерциализации проектируемых приборных систем (ПК-13);

– способностью разрабатывать методики проведения теоретических и экспериментальных исследований по анализу, синтезу и оптимизации характеристик материалов, используемых в приборостроении (ПК-16).

Цели освоения дисциплины

Дисциплина «Линзовые антенны» относится к циклу дисциплин направления. Целью ее преподавания является обоснование теории акустической локации в водной среде. Применение методов расчета гидролокаторов и эхолотов для проектирования гидроакустических систем.

Задачами преподавания «Линзовые антенны» являются:

- изучение основных теоретических предпосылок и законов, лежащие в основе излучения, распространения, отражения, рассеяния акустических волн в водной среде;

изучение уравнений гидролокации;

- усвоение основных соотношений для расчета энергетической дальности гидролокатора в активном и пассивном режимах;

- умение пользоваться методами и уравнениями гидроакустики для определения потенциальных возможностей гидроакустических средств;

Место дисциплины в структуре ОП магистратуры

Дисциплина «Линзовые антенны» относится к блоку М.2.В.ДВ.3 учебного плана в цикле профессиональных дисциплин по выбору.

В основе дисциплины «Линзовые антенны», лежат курсы «Физика», «Математика», «Механика», «Физические поля», «Физические основы получения информации», «Акустические измерения», «Основы теории излучения, рассеяния и приема волн».

Она в свою очередь является основной для написания магистерской диссертацией по направлению «Приборостроение».

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины: ПК-13; ПК-16.

В результате изучения дисциплины студент приобретает следующие компетенции:

– способность оценить уровень показателей качества и инновационные риски коммерциализации проектируемых приборных систем (ПК-13);

– способность разрабатывать методики проведения теоретических и экспериментальных исследований по анализу, синтезу и оптимизации характеристик материалов, используемых в приборостроении (ПК-16).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: Основные уравнения гидролокации, теорию рассеяния, реверберации, распространение и рефракции акустических волн в океанской стратифицированной среде.

Уметь: Применять законы отражения и прохождения, дифракции и интерференции, затухания и поглощения акустических волн для расчета основных характеристик гидроакустических приемных и излучающих антенн, тактико-технических характеристик гидроакустических систем активной и пассивной локации.

Владеть: Навыками разработки моделей гидролокационных комплексов работающих в сложной сигнально-помеховой обстановке, с учетом меняющихся координат обнаруживаемых объектов и при воздействии внешних полей различного происхождения.

I.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА (14часов)

Тема 1. Линзовые антенны. Исследования линзовых акустических антенн и эллипсоидальных антенн.-2часа.

Исследования линзовых акустических антенн и эллипсоидальных антенн. Линзовые акустические антенны. Эллипсоидальные антенны. Диаграммы направленности. Отличие эллипсоидальных линзовых антенн от линзовых антенн. Применение антенн на практике. Антенные решетки. Основные отличия антенн.

Тема 2. Применение методов математического моделирования. -2часа.

Рассмотрены три направления применения разработанных методов. Первое направление. Для одного из направлений были проведены расчеты, имеющие целью произвести математическое моделирование. Было объяснено аномальное (по сравнению со случаем распространения плоских волн) прохождение звука на закритических углах падения акустического луча на границу раздела двух жидких сред. Второе направление - моделирование распространения электромагнитных волн в подземной среде. В ходе расчетов для этой задачи были сделаны выводы о законах распространения электромагнитных волн в данных условиях. Произведены расчеты для диапазона частот. Третье направление. Для третьего направления – расчета акустических линзовых антенн в представленной работе приводятся новые схемы возможных конструкций линзовых антенн, которые могут быть применены на практике, указаны их достоинства по сравнению с обычными антеннами.

Тема 3. Задача нахождения акустических и электромагнитных полей при расположении источников внутри замкнутого объема, заполненного средой с параметрами, отличными от параметров внешней среды. -2часа.

Подход, с применением уравнения Гельмгольца при условиях неразрывности на границе раздела двух сред. Применен подход, позволяющий найти строгое решение уравнения Гельмгольца при условиях неразрывности на границе раздела двух сред. Для первого направления были проведены расчеты, имеющие целью с использованием рассматриваемого подхода произвести математическое моделирование известных экспериментов, обнаруживших аномальные эффекты (по сравнению с классическим рассмотрением распространения плоской волны через бесконечную плоскую границу раздела) при прохождении акустического узконаправленного пучка волн через границу вода-грунт. Адекватный учет процессов распространения звуковых волн в придонном слое. Адекватный учет процессов распространения звуковых волн в придонном слое имеет большое значение при разработке технических средств, работающих вблизи дна, например, подводных аппаратов. Делается вывод о возможности применения разработанных методов и алгоритмов для задач навигации подводных аппаратов – с помощью дистанционного определения параметров грунта. В ходе расчетов для второго рассматриваемого направления практического использования было проведено исследование распространения электромагнитных волн в подземной среде. Отличительной чертой используемых моделей и математического аппарата является то, что используется более точная, чем обычно, аппроксимация поверхности раздела между геологическими слоями, а также то, что могут быть заданы различные соотношения относительных магнитной и диэлектрической проницаемостей, удельной проводимости.

Тема 4. Расчеты характеристик электромагнитных полей (текст программы в Приложении 2)-1час.

Работа в MathCAD. Программа MathCAD. Среда разработки. Дополнительные возможности. Расчеты характеристик электромагнитных полей. Необходимые функции и константы. Введение параметров задачи. Задача вспомогательных функций для коэффициентов отражения и прохождения

Тема 5. Вычисления производных от компонент вектора дипольного момента (текст программы в Приложении 3)-2часа.

Работа в MathCAD. Расчет параметров. Расчет коэффициентов отражения и прохождения. Расчет компонентов вектора Герца. Вычисление производных от компонент вектора дипольного момента. Вычисление производных от вспомогательных функций. Вычисление производных от коэффициентов отражения и прохождения. Вычисление производных от компонентов вектора Герца.

Тема 6. Отображение результатов расчета (текст программы в Приложении 4)-2часа

Работа в MathCAD. Модуль е-ой составляющей вектора Герца. При е=1, r-я составляющая. При е=2, φ-я составляющая. При е=3, y-я составляющая. Модуль е-ой составляющей вектора напряжения электрического поля. При е=1, x-я составляющая. е=2, y-я составляющая. При е=3, z-я составляющая. Модуль е-ой составляющей вектора напряжения магнитного поля. При е=1, x-я составляющая. При е=2, y-я составляющая. При е=3, z-я составляющая.

Тема 7. Результаты расчета характеристик электромагнитного поля.-2часа.

Рассчитанные графики зависимостей модуля напряженности электрического поля. Рассчитанные графики зависимостей модуля напряженности электрического поля (компоненты х, z, компонента у равна нулю) по сечению исследуемого замкнутого объема плоскостью XOZ. Рассчитанные графики зависимостей модуля напряженности магнитного поля (компонента у, компоненты х, z равны нулю) по сечению исследуемого замкнутого объема плоскостью XOZ. Параметры: параметры среды внутри, параметры среды вне.
II.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА (22часа)

Занятие 1. Отличие эллипсоидальных линзовых антенн от линзовых антенн другой формы-5часов.

1.Эллипсоидальные линзовые антенны

2.Линзовые антенны произвольной формы.

3.Акустические линзовые антенны.

4.Электромагнитны линзовые антенны.

Занятие 2. Рассмотрены три направления применения разработанных методов-5часов.

1.Моделирование распространения электромагнитных волн в подземной среде.

2.Расчетоы для этой задачи.

3.Выводы законов распространения электромагнитных волн в данных условиях.

4.Произвести расчеты для диапазона частот.

Занятие 3. Рассмотрена задача нахождения акустических и электромагнитных полей при расположении источников внутри замкнутого объема, заполненного средой с параметрами, отличными от параметров внешней среды. -6часов.

1.Применение подхода, позволяющего найти строгое решение уравнения Гельмгольца при условиях неразрывности на границе раздела двух сред.

2. Для акустического случая представить среды “жидкими” с произвольными плотностью и скоростью распространения продольных волн.

3. Для электромагнитного случая среды могут иметь произвольные относительную диэлектрическую проницаемость, относительную магнитную проницаемость, удельную проводимость.

4.На основе данного математического аппарата разработать алгоритмическую основу и программы для расчета характеристик акустических и электромагнитных полей.

Занятие 4. Расчет акустических линзовых антенн. -6часов.

При расчете акустических линзовых антенн в представленной работе приводятся:

1. Новые схемы возможных конструкций линзовых антенн.

2. Антенны, которые могут быть применены на практике.

3.Достоинства по сравнению с обычными антеннами.

Занятие 5. Перспективы исследований линзовых акустических антенн.-5часов.

1.Выводы о перспективности дальнейших исследований линзовых акустических антенн.

2.Перспективы развития этого направления.
III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ КУРСА

Вопросы к зачету

Уравнение гидролокации. Отношение сигнал/помеха.
Виды помех. Подводные шумы.
Реверберационная помеха. Виды реверберации.
Расчет энергетической дальности действия гидроакустических систем.
Характеристики водных масс океана, как среды распространения акустических волн.
Пространственное затухание гидроакустических сигналов. Волновое уравнение для диссипативной среды.
Механизмы затухания звуковых волн в океане, расхождение волны, диссипация, рефракция, рассеяние на неоднородностях.
Физические механизмы поглощения звука, вязкость, теплопроводность, уравнение движения вязкой жидкости.
Затухание звука в морской среде – расчетные соотношения, формулы Шулкина-Марша и др.
Объемное рассеяние звука в море. Коэффициент обратного объемного рассеяния.
Звукорассеивающие слои в океане Акустические характеристики звукорассеивающих слоев.
Гидроакустические характеристики поверхности и дна океана.
Скорость звука в морской воде. Способы определения скорости звука в воде.
Эмпирические формулы для расчета скорости звука Вуда, Дель-Гросса, Вильсона.
Градиенты скорости звука и факторы, влияющие на их величину.
Типичные вертикальные профили скорости звука и соответствующие им условия распространения: ПЗК, зоны тени, зоны конвергенции.
Уравнение Эйконала. Лучевая трубка, фактор фокусировки.
Волновые и лучевые модели распространения звука в море. Рефракция.
Теория реверберации. Объемная реверберация.
Поверхностная реверберация.
Донная реверберация.
Отражение звука от поверхности и дна океана. Коэффициенты отражения и прозрачности.
Волноводное распространение звука. Граничные условия. Дисперсионное уравнение. Критические частоты.
Нормальные волны. Дисперсионные свойства волноводов.
Распространение гидроакустических волн в мелком море.
Методы обзора пространства. Методы измерения дальности. Точность измерения дальности с учетом помех.
Способы определения угловых координат целей. Пеленгационная характеристика. Пеленгационная чувствительность. Сравнение методов пеленгования. Анализ погрешностей методов измерения координат.
Методы частотной и пространственной фильтрации. Электронное формирование характеристики направленности антенны и управление ее положением в пространстве.
Тактико-технические параметры и характеристики гидроакустических систем.

IV. тематика и перечень КУРСОВЫХ работ И РЕФЕРАТОВ

Темы рефератов

Виды помех. Подводные шумы.
Реверберационная помеха. Виды реверберации.
Пространственное затухание гидроакустических сигналов. Волновое уравнение для диссипативной среды.
Механизмы затухания звуковых волн в океане, расхождение волны, диссипация, рефракция, рассеяние на неоднородностях.
Физические механизмы поглощения звука, вязкость, теплопроводность, уравнение движения вязкой жидкости.
Затухание звука в морской среде – расчетные соотношения, формулы Шулкина-Марша и др.
Объемное рассеяние звука в море. Коэффициент обратного объемного рассеяния.
Звукорассеивающие слои в океане Акустические характеристики звукорассеивающих слоев.
Эмпирические формулы для расчета скорости звука Вуда, Дель-Гросса, Вильсона.
Градиенты скорости звука и факторы, влияющие на их величину.
Волновые и лучевые модели распространения звука в море. Рефракция.
Теория реверберации. Объемная реверберация.
Поверхностная реверберация.
Донная реверберация.
Отражение звука от поверхности и дна океана. Коэффициенты отражения и прозрачности.
Волноводное распространение звука. Граничные условия. Дисперсионное уравнение. Критические частоты.
Нормальные волны. Дисперсионные свойства волноводов.

V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а) основная литература:

1. Короченцев В.И., Розенбаум А.Н. Анализ и синтез систем связи управления движением подводных объектов по аномалиям физических полей. – Владивосток: Дальнаука., 2007 - 188 с.

2. Уколова Г.Г. Антенно-фидерные устройства: Методические указания для студентов. 2004.

3. Гулюшин В.Л., Тупицын Л.А. Устройства СВЧ и антенны:, 2004.
б) дополнительная литература:

1.Федорова Л.А., Мельникова А.Ю. Расчет и проектирование линзовых антенн: Методические указания. 2002

2.Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты. – Л.: Судостроение, 1982.

Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий / Под ред. Клюева В.В. – М.: Машиностроение, 1986. – 488 с.

3.Ермолов И.И. Теория и практика ультразвукового контроля. – М.: Машиностроение. 1981. – 240 с.

4.Справочник по гидроакустике. - Л.: Судостроение, 1988. – 552 с.

5.Евтютов А.П., Гущин С.Е., Митько В.Б. Гидроакустические средства связи и наблюдения. – Л.: Судостроение, 1982.

6.Самойлов Л.К. Электронное управление характеристиками направленности антенн. – Л.: Судостроение, 1987. – 28 с.

7.Колчеданцев А.С. Гидроакустические станции. – Л.: Судостроение, 1982. – 240 с.

8.Бородин В.И., Смирнов Г.Е., Толстякова Н.А., Яковлев Г.В. Гидроакустические навигационные средства. – Л.: Судостроение, 1983.

9.Кудрявцев В.И. Промысловая Линзовые антенны и рыболокация. – М.: Пищевая промышленность, 1979.

10.Тикунов А.И. Рыбопоисковые приборы и комплексы. – Л.: Судостроение, 1989.

11.Орлов Л.В., Шабров А.А. Гидроакустическая аппаратура рыбопоискового флота. – Л.: Судостроение, 1987.

12.Логинов К.В. Электронавигационные и рыбопоисковые приборы. – М.: Легкая пищевая промышленность, 1983.
в) электронные ресурсы:

1. Уколова Г.Г. Антенно-фидерные устройства: Методические указания для студентов-заочников специальности "Радиосвязь, радиовещание и телевидение". - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. - 27 с. http://window.edu.ru/resource/114/45114

2. Гулюшин В.Л., Тупицын Л.А. Устройства СВЧ и антенны:, 2004 – 58 с. http://window.edu.ru/library/pdf2txt/205/25205/7818

3. Федорова Л.А., Мельникова А.Ю. Расчет и проектирование линзовых антенн: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - СПб.: ГУАП, 2002. - 35 с. http://window.edu.ru/resource/692/44692

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Рабочая программа учебной дисциплины гражданское процессуальное право... Рабочая программа учебной дисциплины одобрена на заседании кафедры трудового, экологического права и гражданского процесса		Рабочая программа учебной дисциплины материаловедение 2013 рабочая... Рабочая программа учебной дисциплины «Материаловедение» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта...
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Конкурентное право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Конкурентное право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины «Банковское право» Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочая программа учебной дисциплины литература название учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...
	Рабочая программа учебной дисциплины химия 2012г рабочая программа... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ярославской области		Рабочая программа учебной дисциплины физика 2012 рабочая программа... Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ярославской области Пошехонский сельскохозяйственный...
	Рабочей программы учебной дисциплины рабочая программа учебной дисциплины... Требования к подготовленности обучающегося к освоению содержания учебной дисциплины (пререквизиты)		Рабочая программа учебной дисциплины бд02. Литература Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины
	Рабочая программа учебной дисциплины математика 2013 рабочая программа... Рабочая программа учебной дисциплины «Математика» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта...		Рабочая программа учебной дисциплины Основная образовательная программа... ...
	Рабочая программа учебной дисциплины русский язык 2015 г рабочая... Рабочая программа учебной дисциплины «Русский язык» разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта...		Программы учебной дисциплины 4 структура и содержание учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины Основы микробиологии и иммунологии является частью основной профессиональной образовательной...
	Паспорт рабочей программы учебной дисциплины 4 структура и содержание учебной дисциплины Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с фгос спо...		Тематический план учебной дисциплины Учебно-методическое обеспечение... Фгбоу впо «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации»

Рабочая программа учебной дисциплины

Тема 1. Линзовые антенны. Исследования линзовых акустических антенн и эллипсоидальных антенн.-2часа.

Похожие: