Радиоэлектроника, радиотехника, метрология
Радиоматериалы и основы микроэлектроники, компьютерное проектирование. Метрология и радиоизмерения. Радиотехнические цепи и сигналы. Электродинамика и распространение радиоволн. Теория электромагнитного поля. Сверхвысокочастотные и квантовые приборы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.06.2009 |
| Размер файла | 56,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 120 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 88 часов, лабораторных работ - 16 часов, практических занятий - 16 часов.
Раздел 1. Теория электромагнитного поля
Предмет электродинамики. Квазистационарные и излучающие цепи. Понятие "Электромагнитное поле" (ЭМП). ЭМП и заряды. СВЧ и оптический диапазоны. Электродинамические методы и роль машинного проектирования и оптимизации устройств и приборов СВЧ. Области применения электродинамических систем и устройств.
Тема 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ.
Система уравнений Максвелла в дифференциальной и интегральной формах. Теоремы Стокса, Грина и Остроградского-Гаусса. Векторные тождества. Постулаты теории Максвелла. Закон сохранения заряда. Физическое содержание каждого из уравнений Максвелла. Материальные уравнения. Нелинейный и линейный случаи. Изотропные и анизотропные среды. Киральные (биизотропные и бианизотропные) среды. Поляризованность и намагниченность среды. Тензоры диэлектрической и магнитной проницаемости.
Тема 2. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ВЕКТОРОВ ЭМП.
Граничные условия для тангенциальных и нормальных составляющих векторов ЭМП на границе раздела двух сред в макроскопическом приближении. Излом границы. Условие Мейкснера. Граничные условия на поверхности идеального проводника.
Тема 3. ЭНЕРГИЯ ЭМП.
Мощность в электромагнитном поле. Сторонние токи. Баланс энергии в ЭМП. Теорема Умова-Пойнтинга. Удельная энергия ЭМП. Вектор Пойнтинга, его физическая адекватность плотности потока энергии ЭМП. Комплексные амплитуды напряженностей ЭМП для монохроматических сигналов. Теорема о комплексной мощности. Понятие о реактивной мощности. Полные диэлектрические и магнитные потери.
Тема 4. ЗАДАЧИ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ. ВОЛНОВЫЕ УРАВНЕНИЯ.
Формулировки внутренней и внешней задач электродинамики. Теоремы единственности для внутренней и внешней задач электродинамики. Волновые уравнения для векторов и . Электродинамические потенциалы и Ф и волновые уравнения для них. Частное решение для свободного пространства (запаздывающие потенциалы). Градиентная инвариантность потенциалов. Электрический потенциал Герца, его источники. Фиктивные магнитные токи и заряды. Перестановочная двойственность уравнений Максвелла и использование этого свойства при решении задач электродинамики. Магнитный вектор Герца . и Е - волны, и Н - волны. Граничные условия для , на идеально проводящих координатных поверхностях.
Тема 5. НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ И НАПРАВЛЯЕМЫЕ ВОЛНЫ. ВОЛНОВОДЫ.
Типы волноводов. Постановка и метод решения волноводных задач. Собственные значения и собственные функции, их свойства. Характеристики Е и Н волн в регулярных волноводах. Волновое сопротивление, фазовая и групповая скорости волн. Связь продольных и поперечных составляющих напряженностей и волн с собственной функцией, ее градиентом и линиями уровня собственной функции. Структура полей Е и Н типов в прямоугольном и круглом волноводах. Физическая картина распространения волн в волноводе. Т-волны в многосвязных структурах. Регулярные замедляющие системы. Нормальная и аномальная дисперсия. Пространственные гармоники. Потери и затухание волн в волноводах. Анализ частотной зависимости постоянной затухания.
Тема 6. ВОЗБУЖДЕНИЕ ВОЛНОВОДОВ СТОРОННИМИ ИСТОЧНИКАМИ.
Лемма Лоренца. Теорема взаимности и ее следствия. Ортогональность собственных волн в регулярных волноводах. Уравнения возбуждения регулярных волноводов сторонними токами. Схемы возбуждения волноводов: штырь, петля, щель, окно, электронный поток.
Тема 7. ТЕОРИЯ НЕРЕГУЛЯРНЫХ ВОЛНОВОДОВ.
Неортогональные системы координат. Ковариантные и контравариантные проекции векторов. Отображение произвольной нерегулярной внутренней поверхности волновода на регулярный цилиндр единичного радиуса. Контравариантные проекции уравнений Максвелла в преобразованной системе. Проекционный метод Бубнова-Галеркина. Уравнения возбуждения связанных волн нерегулярных волноводов сторонними электрическими и магнитными токами. Переход к физическим векторам и . Периодически нерегулярные волноводы - замедляющие системы. Невыполнение условий Флоке в периодических нерегулярных волноводах.
Тема 8. РЕЗОНАТОРЫ.
Типы резонаторов. Расчет полей резонаторов с помощью потенциалов Герца. Собственные колебания и собственные частоты идеальных резонаторов. Собственная, внешняя и нагруженная добротности резонатора. Расчет собственной добротности резонатора. Уравнения возбуждения резонатора с конечной проводимостью стенок. Потенциальные и соленоидальные поля. Частотный и пространственный резонанс. Селективное возбуждение рабочего типа колебаний. Возбуждение резонаторов штырем, петлей, щелью, окном, электронным потоком.
Тема 9. ВАРИАЦИОННЫЕ И ПРОЕКЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ.
Элементы вариационного исчисления, определения и основная теорема. Уравнения экстремали. Идея и схема прямых вариационных методов решения задач электродинамики. Методы Ритца и Трефтца. Алгоритмы решения задач. Проекционные методы. Метод Бубнова-Галеркина. Пример - решение задачи о колебаниях резонатора с некоординатной граничной поверхностью.
Раздел 2. Распространение радиоволн
Тема 10. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭМВ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ.
Расчет возбуждения и структура ЭМП элементарными электрическим и магнитным диполями. Поля в ближней и дальней зонах. Формирование поля излучения. Сферические волны. Плоские волны как приближение поля на конечном участке сферической волны. Сопротивление излучения. Мощность излучения. Эквивалентные источники ЭМП. Поляризация волн. Потери и затухания плоской ЭМВ.
Тема 11. ДИФРАКЦИЯ.
Понятие о дифракции ЭМВ. Принцип Гюйгенса. Формула Кирхгофа. Зоны Френеля. Форма и размеры области, существенной для распространения радиоволн. Дифракция ЭМВ от непроводящих непрозрачных препятствий.
Тема 12. ОТРАЖЕНИЕ И ПРОХОЖДЕНИЕ ПЛОСКИХ ЭМВ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД.
Нормальное падение плоской ЭМВ на границу раздела двух сред. Коэффициент прохождения и коэффициент отражения. Условия согласования. Наклонное падение плоской волны на границу раздела двух сред. Горизонтальная и вертикальная поляризации. Формулы Френеля для коэффициентов отражения и прохождения. Законы Снеллиуса. Анализ угловых зависимостей модуля и фазы коэффициента отражения в случае идеальных диэлектриков. Критические углы и угол Брюстера. Среды с потерями. Приближенные граничные условия Щукина-Леонтовича.
Тема 13. ВЛИЯНИЕ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН.
Влияние отражений от земной поверхности на характеристики направленности антенн. Интерференционный множитель, горизонтальная и вертикальная поляризация волн. Неоднородная и неровная земная поверхность. Критерий Релея. Формула Введенского. Учет сферичности земной поверхности. Поверхностные волны. Формула Шулейкина - Ван дер Поля. Береговая рефракция. Дифракция радиоволн вокруг сферической земной поверхности.
Тема 14. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ТРОПОСФЕРЕ.
Строение тропосферы. Рефракция радиоволн в тропосфере. Уравнение радиолуча. Эквивалентный радиус Земли. Нормальная рефракция. Сверхрефракция. Потери и затухание волн в тропосфере. Рассеяние и резонансные потери. Частотные зависимости коэффициента затухания ЭМВ в тропосфере.
Тема 15. РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ИОНОСФЕРЕ.
Строение ионосферы. Основные слои. Суточные, сезонные и географические изменения структуры. Диэлектрическая проницаемость ионизированного газа без учета столкновений. Частота Ленгмюра. Рефракция радиоволн в ионосфере. Критическая частота отражающихся от ионосферы волн. Влияние столкновений электронов с тяжелыми частицами. Поглощение радиоволн в ионизированном газе. Влияние магнитного поля земли на распространение ЭМВ в ионосфере. Эффект Фарадея. Двойное лучепреломление. Фазовые искажения радиоимпульса.
Тема 16. ГИРОТРОПНЫЕ СРЕДЫ. ФЕРРИТЫ.
Понятие о гиротропных средах. Тензор магнитной проницаемости. Структуры ферритов. Гиромагнитный резонанс. Тензор магнитной проницаемости ферритов. Эффект Фарадея. Невзаимные и управляемые устройства СВЧ на ферритах, в которых используется гиромагнитный резонанс и эффект Фарадея.
Тема 17. ИНТЕГРАЛЫ ДВИЖЕНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭМП, ОБЛАДАЮЩИХ СИММЕТРИЕЙ.
Уравнения движения заряженных частиц в ЭМП в форме Лагранжа. Трансляционная симметрия. Азимутальная симметрия. Вращающиеся поля. Бегущие волны. Комбинированные интегралы движения. Роль интегралов движения в анализе и расчетах взаимодействия потоков заряженных частиц с ЭМВ.
Особенности распространения СДВ, ДВ, СВ. Земные и ионосферные волны. Суточные изменения условий распространения. Перекрестная модуляция. Особенности распространения КВ. Ограничения рабочего диапазона. Зоны молчания. Замирания. Радиоэхо. Нарушение связи при ионосферных возмущениях. Космическая связь. Рабочий диапазон. Связь с объектами, входящими в плотные слои атмосферы.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.
1. Исследование прямоугольных волноводов.
2. Исследование колебаний, , в цилиндрическом резонаторе.
3. Наклонное падение волн горизонтальной и вертикальной
поляризаций на плоскую отражающую поверхность.
4. Дифракция плоской волны на отверстии в поглощающем экране.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ.
Расчет и исследование поля электрического и магнитного диполей.
Исследование структур сферической и плоской волны.
Расчет и исследование полей при наклонном падении плоской волны на границу раздела изотропных сред с потерями.
Расчет и исследование структур полей в прямоугольном и круглом волноводах.
Расчет коэффициента затухания заданных типов волн в прямоугольном и круглом волноводах.
Расчет собственных добротностей резонаторов заданной конфигурации для заданных типов колебаний.
Расчет и исследование эффекта Фарадея в круглом волноводе с соосным продольно намагниченным ферритовым стержнем.
6. Сверхвысокочастотные и квантовые приборы
Составители: С.В. Дробот - доцент кафедры электроники Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук; В.Б. Рожанский - доцент кафедры электроники Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники; Ф.А. Ткаченко - доцент кафедры электроники Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.
Под общей редакцией: М.С. Хандогина.
Рецензенты: кафедра электроники Военной академии Республики Беларусь (протокол № 12 от 23 июня 2000 г); В.Н. Копусов - начальник отдела ОАО "МНИПИ", кандидат технических наук.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой: кафедрой электроники Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 10 от 30 октября 2000 г); советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г).
Согласована с: учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики;
Главным управлением высшего и среднего специального образования;
Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканский институт высшей школы БГУ.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
Типовая программа "Сверхвысокочастотные (СВЧ) и квантовые приборы" разработана для студентов специальностей Т.09.01.00 - Радиотехника и Т.09.02.00 - Радиотехнические системы. Она предусматривает базовую подготовку студентов, необходимую для успешного изучения специальных дисциплин и последующего решения производственных и исследовательских задач в соответствии с образовательными стандартами. Целью изучения дисциплины является подготовка студентов к решению задач, связанных с рациональным выбором приборов, их режима работы в различных радиотехнических устройствах и системах.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов, и рассчитана на объем 51 учебный час. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 34 часа, лабораторных работ - 17 часов.
В результате изучения курса "Сверхвысокочастотные и квантовые приборы" студент должен:
знать:
физические основы явлений и принципов действия электронных и квантовых приборов СВЧ, их устройство, параметры и характеристики;
схемы включения источников питания;
условия безопасной работы с электронными и квантовыми приборами СВЧ;
условные обозначения электронных и квантовых приборов СВЧ;
уметь:
использовать полученные знания для правильного выбора прибора;
находить параметры приборов по их характеристикам;
определять влияние режимов работы на параметры приборов;
приобрести навыки работы:
с приборами и аппаратурой, используемой для исследования характеристик и измерения параметров приборов;
с технической литературой, справочниками, стандартами, технической документацией по СВЧ и квантовым приборам.
Раздел 1. Электровакуумные приборы свч диапазона
Особенности диапазона сверхвысоких частот и оптического диапазона, их роль в развитии радиоэлектроники. Деление СВЧ диапазона на поддиапазоны. Краткий исторический очерк отечественной и зарубежной электроники СВЧ и квантовой электроники. Значение дисциплины как одной из базовых и ее связь с другими дисциплинами. Определение понятий "электронные СВЧ приборы" и "квантовые приборы". Области применения СВЧ приборов и квантовых приборов СВЧ и оптического диапазонов. Классификация электронных и квантовых приборов СВЧ и оптического диапазонов. Основные параметры электронных приборов СВЧ: коэффициент усиления, ширина полосы пропускания, коэффициент полезного действия (КПД), коэффициент шума, диапазон перестройки, спектральная плотность флуктуации амплитуды, частоты и фазы и др. Особенности устройства электронных СВЧ приборов: единство электронной и колебательной систем, применение полых электродинамических колебательных систем, использование времени пролета электронов. Особенности динамического управления электронным потоком: группирование электронов, их взаимодействие с переменным электрическим полем.
Тема 1. ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ СВЧ ДИАПАЗОНА.
Особенности работы электронных ламп со статическим управлением электронным потоком в СВЧ диапазоне. Понятие о полном токе. Влияние инерционных свойств электронного потока на работу электронных ламп. Влияние на параметры ламп СВЧ диапазона междуэлектродных емкостей и индуктивностей выводов. Особенности конструкции электронных ламп СВЧ диапазона. Мощные электронные лампы СВЧ диапазона. Области применения электронных ламп СВЧ диапазона.
Тема 2. КЛИСТРОНЫ.
2.1 Пролетные клистроны. Двухрезонаторный усилительный клистрон и его устройство. Принцип действия двухрезонаторного усилительного клистрона: модуляция электронов по скорости (коэффициент эффективности электронного взаимодействия), группирование электронов в сгустки (влияние параметра группирования на конвекционный ток), энергетическое взаимодействие электронных сгустков с переменным электрическим полем выходного резонатора; пространственно-временная диаграмма (ПВД). Параметры и характеристики двухрезонаторного пролетного клистрона: выходная мощность, электронный КПД, коэффициент усиления, амплитудная и амплитудно-частотная характеристики. Двухрезонаторный пролетный клистрон в автогенераторном режиме: условия самовозбуждения, баланс амплитуд и баланс фаз, пусковой ток, электронная перестройка частоты. Умножители частоты на пролетных клистронах: устройство, принцип действия и параметры. Многорезонаторный усилительный клистрон, его устройство и принцип действия; особенности процесса группирования электронов, влияния настройки промежуточного резонатора; параметры и характеристики: выходная мощность, коэффициент усиления, полоса рабочих частот, электронный КПД, амплитудная и амплитудно-частотная характеристики. Области применения пролетных клистронов.
2.2 Отражательный клистрон. Его устройство и принцип действия, ПВД. Условие самовозбуждения; зоны генерации колебаний. Механическая и электронная перестройка частоты, крутизна электронной перестройки отражательных клистронов. Области применения.
Тема 3. ЛАМПА БЕГУЩЕЙ И ОБРАТНОЙ ВОЛНЫ ТИПА "О".
3.1 Лампа бегущей волны типа "О" (ЛБВО). Особенности и преимущества приборов с длительным взаимодействием. Условие синхронизма. Замедляющие системы (ЗС). Коэффициент замедления. Понятие о пространственных гармониках. Дисперсия ЗС. Сопротивление связи. Устройство ЛБВО, принцип действия; энергетическое взаимодействие электронов с бегущей волной. Основные параметры и характеристики ЛБВО: коэффициент усиления, КПД, амплитудная, амплитудно-частотная и фазовая характеристики, шумовые параметры. Особенности конструкции и области применения ЛБВО.
3.2 Лампа обратной волны типа "О" (ЛОВО). Устройство и принцип действия. Баланс амплитуд и фаз. Параметры и характеристики: пусковой ток, электронная перестройка частоты и крутизна электронной перестройки, выходная мощность, КПД. Области применения ЛОВО.
Тема 4. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ ТИПА "М".
4.1 Физические основы работы электронных приборов типа "М". Движение электронов в скрещенных однородных электрическом и магнитном полях; парабола критического режима. Взаимодействие электронов с неоднородным СВЧ электрическим полем: влияние продольной и поперечной составляющих поля. Энергетическое взаимодействие электронов с волной. Условие синхронизма.
4.2 Многорезонаторные магнетроны. Конструкция, принцип действия. Амплитудное и фазовое условия самовозбуждения магнетрона. Резонансные свойства кольцевой замедляющей системы. Параметры магнетронов: выходная мощность, рабочая частота, электронный КПД, электронное смещение частоты. Разновидности магнетронов, их особенности. Области применения многорезонаторных магнетронов.
4.3 Лампа бегущей волны типа "М" (ЛБВМ). Устройство и принцип действия; параметры и характеристики: коэффициент усиления, амплитудная характеристика, электронный КПД, полоса рабочих частот, коэффициент шума; области применения ЛБВМ.
4.4 Лампа обратной волны типа "М" (ЛОВМ). Устройство и принцип действия; особенности электронной перестройки частоты параметры и характеристики: выходная мощность, электронный КПД; области применения ЛОВМ.
4.5 Амплитрон, стабилотрон. Устройство, принцип действия; параметры и характеристики. Области применения.
4.6 Сравнительная оценка различных электровакуумных СВЧ приборов. Преимущественные области их применения и перспективы развития.
Раздел 2. Полупроводниковые приборы свч диапазона
Тема 5. СВЧ ДИОДЫ.
5.1. Детекторные СВЧ диоды. Эквивалентная схема детекторного диода и система параметров. Параметры, характеризующие детектирование. Шумы детекторных СВЧ диодов. Методы измерения электрических параметров. Применение детекторных СВЧ диодов. Согласование диода с СВЧ трактом. Детектирование СВЧ сигналов. Волноводные и интегральные конструкции диодных детекторов СВЧ сигналов.
5.2. Смесительные СВЧ диоды. Эквивалентная схема и параметры смесительных диодов, методы измерения электрических параметров. Применение смесительных СВЧ диодов. Работа смесительного СВЧ диода в супергетеродинном приемнике. Конструкции диодных СВЧ смесителей в волноводном и интегральном исполнении.
5.3. Параметрические СВЧ диоды. Система электрических параметров и методы их измерения. Принцип действия параметрических усилителей СВЧ на полупроводниковых диодах.
5.4. Умножительные и настроечные СВЧ диоды. Разновидности умножительных СВЧ диодов. Электрические параметры умножительных и настроечных СВЧ диодов и методы их измерения. Умножение частоты СВЧ сигналов с помощью полупроводниковых диодов. Конструктивные особенности диодных СВЧ умножителей частоты в волноводном и интегральном исполнении.
5.5. Переключательные и ограничительные СВЧ диоды. Принцип действия переключательных СВЧ диодов. Устройство переключательных диодов. Система электрических параметров и методы их измерений. Применение переключательных и ограничительных СВЧ диодов.
5.6. Лавинно-пролетный диод (ЛПД). Устройство. Основные физические процессы в ЛПД: в пролетном режиме и режиме с захваченной плазмой. Эквивалентная схема, параметры и характеристики ЛПД, области применения. Конструкции и эквивалентные схемы СВЧ генераторов на ЛПД.
5.7. Диоды с объемной неустойчивостью (диоды Ганна). Физические процессы в двухдолинных полупроводниках, формирование домена сильного поля; форма тока; различные режимы работы ДГ. Особенности конструкции, эквивалентная схема и основные параметры ДГ, области применения. Конструкции и эквивалентные схемы генераторов на ДГ.
Тема 6. СВЧ ТРАНЗИСТОРЫ.
6.1. Биполярные СВЧ транзисторы. Особенности конструкции, эквивалентные схемы, характеристики и параметры, области применения.
6.2. Полевые СВЧ транзисторы. Особенности конструкции, эквивалентные схемы, характеристики и параметры, области применения.
6.3. Транзисторные усилители СВЧ. Бесструктурная модель СВЧ транзистора - четырехполюсник, описанный матрицей рассеяния (система S-параметров). Устойчивость транзисторных усилителей СВЧ. Расчет узкополосных усилителей графоаналитическим методом. Особенности построения транзисторных усилителей СВЧ. Практические схемы транзисторных усилителей.
6.4. Автогенераторы на полевых и биполярных транзисторах. Особенности построения транзисторных генераторов СВЧ. Практические схемы транзисторных генераторов.
6.5. Сравнительная оценка различных полупроводниковых СВЧ приборов. Преимущественные области их применения. Перспективы развития полупроводниковых СВЧ приборов миллиметрового диапазона.
Раздел 3. Квантовые приборы свч и оптического диапазона
Тема 7. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КВАНТОВЫХ ПРИБОРОВ.
Энергетические спектры атомов, молекул и твердых тел. Нормальное и возбужденное состояние системы; понятие о спонтанных переходах и спонтанном излучении. Метастабильное состояние, среднее время жизни частиц. Понятие об индуцированном (вынужденном) излучении и поглощении. Соотношения Эйнштейна. Понятие об инверсии населенностей. Методы создания инверсии населенностей. Спектральные свойства активной среды, ширина спектральной линии, причины ее уширения.
Тема 8. КВАНТОВЫЕ ПРИБОРЫ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ (МАЗЕРЫ).
Особенности квантовых СВЧ приборов. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Квантовые парамагнитные усилители (КПУ), их устройство; особенности колебательных систем. Параметры и характеристики КПУ.
Тема 9. КВАНТОВЫЕ ПРИБОРЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА.
Функциональная схема оптического квантового генератора (лазера). Условия генерации. Оптический резонатор, его устройство, типы колебаний. Спектр излучения лазера. Свойства излучения лазера. КПД лазеров. Газовые лазеры. Особенности создания инверсии населенностей в газовом разряде. Гелий-неоновый атомарный лазер, его устройство, энергетическая диаграмма. Ионные лазеры, устройство, особенности принципа действия, основные параметры. Лазер на молекулах СО2, его устройство, принцип работы, параметры. Жидкостные лазеры, устройство и принцип действия. Лазеры на твердом теле, материалы, особенности энергетических диаграмм. Режим модулированной добротности. Полупроводниковые лазеры, их особенности, материалы. Инжекционный лазер на p-n переходе, энергетическая диаграмма, особенности физических процессов; основные параметры и характеристики. Инжекционные лазеры на гетеропереходах. Основные методы модуляции оптического излучения.
Сравнительная оценка квантовых приборов различных типов, области их применения. Перспективы развития электронных и квантовых приборов.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.
Исследование характеристик и параметров генератора на отражательном клистроне.
Исследование характеристик и параметров усилителя на пролетном клистроне.
Исследование характеристик и параметров усилителя на ЛБВ.
Исследование характеристик и параметров генератора на ЛОВ.
Исследование характеристик и параметров генератора на многорезонаторном магнетроне.
Исследование характеристик и параметров детекторного и смесительного диодов СВЧ.
Исследование характеристик и параметров умножителя частоты на варакторном диоде.
Исследование характеристик и параметров генератора на ЛПД.
Исследование характеристик и параметров генератора на ДГ.
Исследование характеристик и параметров усилителя на биполярном СВЧ транзисторе.
Исследование характеристик и параметров усилителя на полевом СВЧ транзисторе.
Исследование характеристик и параметров генератора на полевом СВЧ транзисторе.
Исследование характеристик и параметров газового лазера.
Исследование характеристик и параметров полупроводникового лазера.
Литература
Основная:
1. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. - М.: Высш. шк., 1986, 1980.
2. Горелик С.С., Дашевский М.Я. Материаловедение полупроводников и диэлектриков. - М.: Металлургия, 1988.
3. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Электротехнические материалы. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.
4. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и диэлектри-ческих материалов. - М.: Высш. шк., 1990, 1982.
5. Пасынков В.В. Материалы электронной техники. - М.: Высш. шк., 1980.
6. Казанцев А.П. Радиотехнические материалы. Метод. пособие, ротапринт. - Мн.: БГУИР, 1993.
7. Авдеев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники. - М.: Радио и связь, 1991.
8. Игумнов Д.В., Королев Г.В., Громов И.С. Основы микроэлектроники. -
9. М.: Высш. шк., 1991.
10. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.М. Микроэлектроника. - М.:
11. Высш. шк., 1986.
12. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. - М.: Сов. радио, 1980.
13. Автоматизация схемотехнического проектирования / Под ред.В.И. Ильина. - М.: Радио и связь, 1987.
14. Норенков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры. - М.: Высш. шк., 1983.
15. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учебное пособие для вузов/Под ред. Б.П. Хромого. - М.: Радио и связь, 1986
16. Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения. - Мн.: Выш. шк., 1986.
17. Мирский Г.Я. Электронные измерения. - М.: Радио и связь, 1986.
18. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. - М.: Мир, 1990.
19. Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. - М.: Постмаркет, 2000.
20. Архипенко А.Г., Белошицкий А.П., Ляльков С.В. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие в 3-х частях. - Мн.: Изд-во БГУИР, 1997.
21. Метрология и измерения. Учеб.-метод. пособие для индивидуальной работы студентов / Под общ. ред. С.В. Лялькова. - Мн.: БГУИР, 1999.
22. Архипенко А.Г. Основы метрологии и измерительная техника: Тексты лекций. В 2-х ч. - Мн: МРТИ, 1989.
23. Винокуров В.И., Каплин С.И., Петелин И.Г. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для радиотехн. спец. вузов /Под ред.В.И. Винокурова. - 2-е изд. - М.: Высш. шк., 1986.
24. Верник С.М., Кушнир Ф.В., Рудницкий В.Б. Повышение точности измерений в технике связи. - М.: Радио и связь, 1981.
25. Горлач А.А., Минц М.Я., Чинков В.Н. Цифровая обработка сигналов в измерительной технике. - Киев: Техника, 1985.
26. Грановский В.А., Сирая Т.М. Методы обработки экспериментальных данных при экспериментах. - Л.: Энергоатомиздат, 1990.
27. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения. - М.: Радио и связь, 1985.
28. Малиновский В.П. Электрические измерения. - М.: Энергоатоммиздат, 1985.
29. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.
30. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред. Е.М. Душина. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.
31. Сапаров В.Е., Максимов Н.А. Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике: Учебное пособие для институтов. - М.: Радио и связь, 1985.
32. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок /Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.
33. Цифровая осциллография / Под ред. А.М. Беркутова и Е.М. Прошина. - М.: Энергоатомиздат, 1987.
34. Закон Республики Беларусь "Об обеспечении единства измерений".
35. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986.
36. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высш. шк., 1986.
37. Радиотехнические цепи и сигналы / Под ред. Самойло К.А. М.: Радио и связь, 1982.
38. Зиновьев А.Л., Филиппов Л.И. Введение в теорию сигналов и цепей. - М.: Связь, 1975.
39. Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей. - М.: Связь, 1982.
40. Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: 1973.
41. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Наука, 1989.
42. Вольман В. И, Пименов Ю.В. Техническая электродинамика. - М.: Связь, 1971.
43. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: 1979.
44. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. - М.: Связь, 1972.
45. Черный Ф.Б. Распространение радиоволн. - М.: Сов. радио, 1972.
46. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. - М.: Сов радио, 1957.
47. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. - М.: Радио и связь, 1988.
48. Гольдштейн В.В. Зернов М.В. Электромагнитные поля и волны. - М.: Сов. радио, 1971.
49. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. - М.: 1968.
50. Никольский В.И. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. - М.: Наука, 1967.
51. Кураев А.А. Мощные приборы СВЧ. Методы анализа и оптимизации параметров. - М.: Радио и связь, 1986.
52. Демидчик В.И. Электродинамика СВЧ. - Мн.: Университетское, 1992.
53. Машковцев Б.М., Цибизов К.Н. Емелин Б.Ф. Теория волноводов. - М.: Наука, 1966.
54. Левин Л. Теория волноводов. - М.: Радио и связь, 1981.
55. Тараненко З.И. Замедляющие системы. - Киев: Техника, 1965.
56. Кураев А. А.,. Байбурин В. Б, Ильин Е.М. Математические модели и методы оптимального проектирования СВЧ приборов. - Мн.: Наука и техника, 1990.
57. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника / Под ред. Н.Д. Федорова. - М.: Радио и связь, 1998.
58. Андрушко Л.М., Федоров Н.Д. Электронные и квантовые приборы СВЧ. - М.: Радио и связь, 1981.
59. Электронные приборы СВЧ / В.М. Березин, В.С. Буряк и др. - М.: Высш. шк., 1985.
60. Микроэлектронные устройства СВЧ / Г.И. Веселов, Е.Н. Егоров, Ю.Н. Алехин и др.; Под ред.Г.И. Веселова. - М.: Высш. шк., 1988.
61. Гусятинер М.С., Горбачев А.И. Полупроводниковые сверхвысокочастотные диоды. - М.: Радио и связь, 1983.
62. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи / Л.Г. Гассанов, А.А. Липатов, В.В. Марков, Н.А. Могильченко. - М.: Радио и связь, 1988.
63. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. Т.2. Электровакуумные приборы СВЧ. - М.: Высш. шк., 1972.
64. Кукарин С.В. Электронные приборы СВЧ. Характеристики, применение, тенденции развития. - М.: Радио и связь, 1981.
65. Царапкин Д.В. Генераторы СВЧ на диодах Ганна. - М.: Радио и связь, 1982.
66. Давыдова Н.С., Данюшевский Ю.З. Диодные генераторы и усилители СВЧ. - М.: Радио и связь, 1986.
67. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. - М.: Мир, 1988.
68. Полевые транзисторы на арсениде галлия. Принципы работы и технология изготовления / Под ред. Д.В. Ди Лоренцо, Д.Д. Канделуола. - М.: Радио и связь, 1988.
69. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. - М.: Наука, 1983.
Дополнительная:
70. Богородицкий Н.П., Пасынков В.В. Материалы радиоэлектронной техники. - М.: Высш. шк., 1969.
71. Проводниковые материалы/ Под ред.Л.М. Казарновского - М.: Энергия, 1970.
72. Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы. - М.: Высш. шк., 1976.
73. Рычина Т.А. Электрорадиоэлементы. - М.: Сов. радио, 1976
74. Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. - М.: Выс. шк., 1991.
75. Пичугин И.Г., Таиров Ю.М. Технология полупроводниковых приборов. - М.: Высш. шк., 1984.
76. Агаханян Т.М., Интегральные микросхемы. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
77. Березин А.С., Мочалкина О.Р., Технология и конструирование интегральных микросхем. - М.: Радио и связь, 1983.
78. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных средств. -М.: Радио и связь, 1991.
79. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике. Справочник. / Под ред. И.П. Норенкова. - М.: Радио и связь, 1986.
80. Шатило Н.И. Основы автоматизации проектирования радиоэлектронных устройств. Ч.1.: Учебно-методическое пособие для студентов специальности "Радиотехника" заочной формы обучения. В 3-х ч. -Мн.: БГУИР, 1995.
81. Шатило Н.И. Основы автоматизации проектирования радиоэлектронных устройств. Ч.2.: Учебно-методическое пособие для студентов специальности "Радиотехника" заочной формы обучения. В 3-х ч. -Мн.: БГУИР, 1998.
82. Шатило Н.И. Основы автоматизации проектирования радиоэлектронных устройств. Лабораторный практикум для студентов специальности "Радиотехника". -Мн.: БГУИР, 1999.
83. Шатило Н.И. Методическое пособие по курсу "Основы автоматизации проектирования радиоэлектронных устройств" для студентов специальности "Радиотехника" заочной формы обучения. -Мн.: БГУИР, 1992.
84. Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы. В 2 ч.: / Пер. с англ. - М.: Мир, 1982.
85. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Радио и связь, 1989.
86. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры. - М.: Соврадио, 1980.
87. Прикладные математические методы анализа в радиотехнике / Под ред.
Г.В. Обрезкова. - М.: Высш. шк., 1985.
88. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. - М.: Соврадио, 1982.
Подобные документы
Расчёт напряжённости электрического поля на входе радиоприёмного устройства при заданной мощности излучения. Определение скорости распространения и направления прихода электромагнитного поля. Изучение поляризационных характеристик и искажений сигнала.
курсовая работа [198,7 K], добавлен 23.12.2012Цели и задачи метрологии. Основы метрологического обеспечения. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Калибровка средств измерений. Российская система калибровки. Воспроизведение единиц физических величин и передача их размера.
учебное пособие [7,8 M], добавлен 29.01.2011Варианты заданий к курсовому проектированию по дисциплине "Основы компьютерного проектирования и моделирования радиоэлектронных средств" для студентов 4 курса дневного обучения специальности 210302 "Радиотехника". Порядок выполнения курсового проекта.
курсовая работа [747,4 K], добавлен 03.01.2009Изучение метрологии как науки об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, способах достижения требуемой точности. Классификация и принцип работы измерительных средств. Основные этапы развития стандартизации и сертификации в России.
курсовая работа [386,1 K], добавлен 30.06.2015Основные понятия и классификация приборов для измерения напряженности электромагнитного поля и помех. Измерение напряженности электромагнитного поля. Метод эталонной антенны. Метод сравнения. Измерительные приемники и измерители напряженности поля.
реферат [31,8 K], добавлен 23.01.2009Метрология как наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Способы нормирования метрологических характеристик средств измерений, поверка электродинамических и электромагнитных приборов.
курсовая работа [178,5 K], добавлен 09.11.2012Сигналы в системах (зондирующий, сигнал подсвета, запросный, собственное радиоизлучение объекта наблюдения, отраженный сигнал и т.п.). Электромагнитные поля. Поляризационная структура электромагнитного поля. Амплитудное равномерное распределение поля.
реферат [2,0 M], добавлен 14.12.2008Системы передачи информации с помощью радиотехнических и радиоэлектронных приборов. Понятие, классификация радиоволн, особенности их распространения и диапазон. Факторы, влияющие на дальность и качество радиоволн. Рефракция и интерференция радиоволн.
реферат [81,5 K], добавлен 27.03.2009Аппроксимация ВАХ нелинейного элемента полиномом второй степени. Общий анализ резонансного усилителя мощности. Оценка коэффициента нелинейных искажений тока, амплитуды колебаний. Изучение прохождения смеси сигнал + шум через активную линейную цепь.
курсовая работа [778,9 K], добавлен 15.05.2015Криоэлектроника (криогенная электроника) – направление электроники и микроэлектроники, охватывающее исследование взаимодействия электромагнитного поля с электронами в твердых телах при криогенных температурах и создание электронных приборов на их основе.
реферат [124,3 K], добавлен 30.12.2008
