МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Радиофизический факультет

Кафедра электроники

УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета
____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.

Учебная программа
Дисциплины М2.В5.03 «Сверхразмерные электродинамические системы»
по направлению 011800 «Радиофизика»

Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Содержание дисциплины направлено на ознакомление студентов с методами анализа, расчета и экспериментального исследования сверхразмерных (в отношении к рабочей длине волны) резонансных систем и волноводных линий передач, используемых в источниках когерентного электромагнитного излучения длин волн различных диапазонов– от сантиметрового вплоть до субмиллиметрового.
2. Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Сверхразмерные электродинамические системы» относится к дисциплинам по выбору студента вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

• 
  способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);
  
• 
  способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);
  
• 
  способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);
  
• 
  способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);
  
• 
  способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).
  

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать методы анализа взаимодействия мод в нерегулярных резонансных и волноведущих системах, владеть соответствующими численными алгоритмами, иметь представление о способах экспериментального определения основных характеристик пространственно ограниченных волновых полей: собственных частот и добротности колебаний, полос пропускания, пространственной структуры и т.д.
4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

Виды учебной работы	Всего часов	Семестры
Общая трудоемкость дисциплины	72	11
Аудиторные занятия	32	32
Лекции	32	32
Практические занятия (ПЗ)	0	0
Семинары (С)	0	0
Лабораторные работы (ЛР)	0	0
Другие виды аудиторных занятий	0	0
Самостоятельная работа	40	40
Курсовой проект (работа)	0	0
Расчетно-графическая работа	0	0
Реферат	0	0
Другие виды самостоятельной работы	0	0
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	зачет	зачет

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№п/п	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ (или С)	ЛР
1	Введение	4
2	Нерегулярные волноводы	5
3	Метод плоских поперечных сечений	7
4	Численный анализ рассеяния волн в нерегулярных волноводах	9
5	Элементы электродинамических систем гиротронов	7

5.2. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1. Введение

Сверхразмерные пространственно ограниченные нерегулярные электродинамические системы, используемые в мощных источниках микроволнового когерентного излучения. Существующая теория регулярных волноводных трактов, т.е. прямолинейных волноводов постоянного сечения.

Раздел 2. Нерегулярные волноводы

Задачи рассеяния волны в пространственно ограниченных структурах: отражение рабочей волны от различных нерегулярностей, возбуждение волн других пространственных структур. Метод связанных волн.

Раздел 3.Метод плоских поперечных сечений

Нерегулярные волноводы с прямолинейной осью. Разложение полей в нерегулярном волноводе. Волновод сравнения. Метод плоских поперечных сечений. Амплитудные коэффициенты разложения. Система дифференциальных уравнений для амплитудных коэффициентов разложения. Модифицированный метод плоских поперечных сечений. Коэффициенты связи для волноводов круглого сечения.

Раздел 4.Численный анализ рассеяния волн в нерегулярных волноводах

Краевые задачи для пространственно ограниченных электродинамических систем: свободные колебания и возбуждения, и соответствующие алгоритмы численного анализа.

Раздел 5.Элементы электродинамических систем гиротронов

Резонатор, образованный скачкообразным расширением волновода. Критические сечения. Резонатор гиротрона и уравнение неоднородной струны. Связанные резонаторы с трансформацией мод. Окна вывода энергии.

6. Лабораторный практикум

Не предусмотрен.

7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература.

а) основная литература:

1.Каценеленбаум Б.З.. Теория нерегулярных волноводов с медленно меняющимися параметрами. М.. Издательство АН СССР, 1961, 215.

2.Ваганов Р.Б., Матвеев Р.Ф., Мериакри В.В. Многоволновые волноводы со случайными неоднородностями. М...Советское Радио,1972,230.
8. Вопросы для контроля

1. Система волн в регулярном волноводе.

2. Взаимодействие волн в нерегулярных волноводах.

3. Метод связанных волн.

4. Уравнения модифицированного метода поперечных сечений.

5. Коэффициенты связи для прямолинейных круглых волноводов.

6. Вынужденные и собственные колебания в пространственно ограниченных

систем.

7. Резонатор образованный скачкообразным расширением волновода.

8. Связанные резонаторы с трансформацией мод.

9. Окна вывода энергии.
9. Критерии оценок

Зачтено	Удовлетворительное знание содержания курса. Студент может ответить на любой из контрольных вопросов.
Не зачтено	Неудовлетворительное знание содержания курса. Студент может ответить только на меньшую часть контрольных вопросов.

10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Курсовые работы не предусмотрены

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».

Автор программы_________________ Павельев В.Г.

Программа рассмотрена на заседании кафедры 06 апреля 2011 года протокол № 4

Заведующий кафедрой __________________ Гапонов С.В.

Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10

Председатель методической комиссии _________________ Мануилов В.Н.