Теория та практика антен

Метою вивчення дисципліни є вивчення , є вивчення основних фізичних явищ, що відбуваються при передачі електромагнітної енергії НВЧ, випромінюванні та прийомі електромагнітних радіохвиль, придбання навичок проектування пристроїв НВЧ та антен, формування комплексу знань з теорії антено - фідерних пристроїв, а також вивчення можливостей використання НВЧ антен в радіотехнічних системах.

Практичне значення та використання отриманих знань:
Отримані знання можуть використовуватися при виконанні кваліфікаційної роботи бакалавра за вказаною спеціальністю, при проектуванні, розрахунках та експлуатації телекомунікаційної та електронної апаратури різного призначення, що містить вузли та антені пристрої НВЧ діапазону, вибирати із відомих та пропонувати свої найбільш ефективні конструктивні варіанти антен для радіотехнічних систем різного призначення в різних частотних діапазонах, які будуть задовольняти заданим технічним умовам на антену, проводити інженерні розрахунки основних параметрів і характеристик вибраних чи запропонованих антен, проводити експериментальні дослідження основних характеристик та параметрів антен НВЧ, їх аналіз.

Тематика та види навчальних занять
Лекція 1. «Основні характеристики антен і пристроїв НВЧ». Лекція 2. «Основи теорії ліній передачі НВЧ».
Лекція 3. «Аналіз режимів роботи ліній передачі НВЧ».
Лекція 4. «Характеристики основних типів ліній передачі НВЧ». Лекція 5. «Принципи узгодження лінії передачі із навантаженням». Лекція 6. «Погоджуючи пристрої».
Лекція 7. «Поле випромінювання і спрямованість дії антен». Лекція 8. «Енергетичні характеристики антен».
Лекція 9. «Симетричний вібратор». Лекція 10. «Основи теорії антен НВЧ».
Лекція 11. «Випромінювачі у вигляді відкритого кінця хвилеводу». Лекція 12. «Рупорні антени».
Лекція 13. «Дзеркальні антени». Лекція 14. «Лінзові антени».
Лекція 15. «Антенні решітки».
Лабораторні заняття
Лабораторні роботи виконуються середовищі µWave Wizard.
Лабораторна робота №1. «Вимірювання параметрів роботи довгої лінії для випадків різноманітного навантаження».
Мета заняття: вивчення принципів забезпечення узгодження лінії передачі НВЧ енергії та навантаження.
Лабораторна робота №2. «Розрахунок режиму роботи лінії НВЧ та параметрів навантаження».
Мета заняття: вивчення методів розрахунку режиму роботи лінії НВЧ за допомогою комп’ютерного моделювання діаграми повних опорів Вольперта - Сміта.
Лабораторна робота №3. «Аналіз режимів роботи хвилеводних ліній передачі».
Мета заняття: вивчення режимів роботи хвилеводних ліній передачі за допомогою пакету µWave Wizard.
Лабораторна робота №4 «Вимір коефіцієнтів відображення, бігучої хвилі, стоячої хвилі у режимах холостого ходу та короткого замкнення коаксиальних ліній».
Мета заняття: вивчення методики виміру коефіцієнтів відображення, бігучої хвилі, стоячої хвилі щодо коаксиальних ліній НВЧ.
Лабораторна робота №5. «Вивчення методів узгодження НВЧ ліній передачі з навантаженням».
Мета заняття: вивчення методики розрахуноку параметрів шлейфу, що компенсує.
Лабораторна робота №6. «Вивчення трансформаторів опору на основі східчастого переходу».
Мета заняття: вивчення методики моделювання трансформаторів опору на основі східчастого переходу в середовищі µWave Wizard.
Лабораторна робота №7. «Вивчення трансформаторів опору на основі експонентного переходу».
Мета заняття: вивчення методики моделювання трансформаторів опору на основі експонентного переходу в середовищі µWave Wizard.
Лабораторна робота №8. «Дослідження чисельних характеристик спрямованості антени
«Хвильовий канал» в середовищі FARdisigner».
Мета заняття: вивчення впливу кількості пасивних елементів на коефіцієнти посилення та

спрямованої дії антени «Хвильовий канал» за допомогою середовища FARdisigner.
Лабораторна робота №9. «Дослідження двовимірної діаграми спрямованості антени
«Хвильовий канал» в середовищі FARdisigner».
Мета заняття: вивчення впливу шагу розміщення пасивних елементів на ширину амплітудної діаграми спрямованності та рівень бічних пелюсток антени «Хвильовий канал» за допомогою середовища FARdisigner.
Лабораторна робота №9. «Дослідження чисельних характеристик спрямованості лінійної еквидістантної антенної решітки в середовищі FARdisigner».
Мета заняття: вивчення впливу кількості ізотропних випромінювачів на коефіцієнти посилення та спрямованої дії еквидістантної антенної решітки за допомогою середовища FARdisigner.
Лабораторна робота №10. «Дослідження двовимірної діаграми спрямованості лінійної еквидістантної антенної решітки в середовищі FARdisigner».
Мета заняття: вивчення впливу шагу розміщення ізотропних випромінювачів на ширину амплітудної діаграми спрямованності та рівень бічних пелюсток лінійної еквидістантної антенної решітки за допомогою середовища FARdisigner.
Лабораторна робота №11. «Дослідження чисельних характеристик спрямованості двомірної антенної решітки в середовищі FARdisigner».
Мета заняття: вивчення впливу кількості ізотропних випромінювачів на коефіцієнти посилення та спрямованої дії двомірної антенної решітки за допомогою середовища FARdisigner.
Лабораторна робота №12. «Дослідження просторової діаграми спрямованості двомірної антенної решітки в середовищі FARdisigner».
Мета заняття: вивчення впливу конфігурації розміщення ізотропних випромінювачів на форму просторової амплітудної діаграми спрямованності та рівень бічного та зворотнього випромінювання двомірної антенної решітки за допомогою середовища FARdisigner.
Лабораторна робота №13. «Дослідження характеристик спрямованості рупорних антен в середовищі µWave Wizard».
Мета заняття: вивчення впливу геометричних параметрів рупорних антен на діаграму спрямованості, коефіцієнти посилення та спрямованої дії за допомогою середовища µWave Wizard.
Лабораторна робота №14. «Дослідження характеристик спрямованості дзеркальних антен в середовищі µWave Wizard».
Мета заняття: вивчення впливу геометричних параметрів дзеркальних антен на діаграму спрямованості, коефіцієнти посилення та спрямованої дії за допомогою середовища µWave Wizard.
Лабораторна робота №15. «Дослідження характеристик спрямованості хвилеводно - щілинних антен в середовищі µWave Wizard».
Мета заняття: вивчення впливу геометричних параметрів хвилеводно - щілинних антен на діаграму спрямованості, коефіцієнти посилення та спрямованої дії за допомогою середовища µWave Wizard.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Індивідуальна робота

Курсова робота має наступні цілі:
- закріплення основних теоретичних положень курсу, придбання навичок
інженерного розрахунку антен до пристроїв НВЧ, використання ЕОМ і прикладних програм для розрахунку характеристик пристроїв і вибору основних елементів конструкції розроблювальних пристроїв.
Завдання на курсову роботу видається на початку 7-го семестру.
Студентам надаються індивідуальні теми, присвячені дослідженню окремих задач створення складних антен НВЧ, переважно такі, що пов’язані з виконанням дипломних робіт.
Тематика КР може охоплювати наступні питання:
- аналітичний огляд проблем проектування антен та окремих частин НВЧ тракту;
- розрахунок та проектування складних антен у тому числі антенних решіток;
- розробка методики оптимізації параметрів антен і антенних решіток з урахуванням діючих керівних матеріалів і стандартних програм ЕОМ.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Поточний контроль полягає у виконанні
1) 15-ти індивідуальних поточних завдань. Індивідуальні поточні завдання виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань лабораторних робіт. Бездоганне виконання лабораторних робіт з 1-ї по 5-ту оцінюється у 2 бали, робіт з 6-ї по 15-ту у 3 бали.

2) курсової роботи. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
3) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у письмової формі Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
Підсумковий контроль – залік. Підсумкова оцінка формується як накопичувальна за результатами оцінювання всіх навчальних елементів, які заплановані на семестр для виконання здобувачами вищої освіти. Оцінку «зараховано» отримують здобувачі вищої освіти, які виконали всі навчальні елементи не менш, ніж на 60 %.