Баланс электромагнитной (ЭМ) энергии. Баланс энергии в замкнутом последовательном контуре. Теорема Умова-Пойтинга. Вектор излучения. (Богачков И. В.)

Вопросы к госэкзаменам

"Электромагнитные поля и волны"

Баланс электромагнитной (ЭМ) энергии. Баланс энергии в замкнутом последовательном контуре. Теорема Умова-Пойтинга. Вектор излучения. (Богачков И. В.)

Линии передачи Т-волны. Основные разновидности и их сравнительная характеристика. Влияние дисперсии на распространение узкополосных и широкополосных сигналов. (Богачков И. В.)

Линии передачи в радиосистемах. Основные типы (классификация направляемых волн и направляющих систем). Сравнительная характеристика. (Богачков И. В.)

Прямоугольные и круглые волноводы: принцип работы, основной тип волны, основные параметры, дисперсия. Рабочий и одномодовый диапазоны частот. (Богачков И. В.)

Трансформация сопротивлений в линии передачи. Критерии согласования. Узкополосное и широкополосное согласование. (Богачков И. В.)

Вопросы к госэкзаменам

"РРВ и АФУ"

Антенны в режиме передачи. Дальняя, ближняя и промежуточная зоны антенны. Структура ЭМП в данных зонах. Комплексная диаграмма направленности антенны.

Основные параметры антенны (КНД, КПД, КУ, УБЛ и т. д.). (Богачков И. В.)

Элементарные излучатели. Основные разновидности и параметры (ДН, КНД и т.д.), сравнительная характеристика. (Богачков И. В.)

Вибраторные антенны. Приближенный расчет тонких вибраторов. Влияние электрической длины вибратора на распределение тока, ДН и основные параметры (КНД, КПД, УБЛ и т. п.) (Богачков И. В.)

Режимы работы пассивных вибраторов. Основные конструкции вибраторных антенн. (Богачков И. В.)

Распространение УКВ. Формула Введенского. Учет влияния земной поверхности и ее сферичности. Антенны УКВ. Типовые ТВ антенны. (Богачков И. В.)

Апертурные антенны (Рупорные, линзовые, параболические и т. д.). Принцип работы, сравнительные характеристики. Оптимальный рупор. КИП. (Богачков И. В.)

Основная рекомендуемая литература

 

Богачков И. В. Введение в электродинамику: Учеб. пособие.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002.- 80 с

Горощеня А. Б., Богачков И. В. Элементы теории антенн: Учеб. пособие.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. - 88 с.

Семенов Н. А. Техническая электродинамика. М.: Связь, 1973.

Петров Б. М. Электродинамика и распространение радиоволн: Учебник для вузов.- М.: Горячая линия-Телеком, 2003. – 558 с.

Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа, 1988.

Марков Т. Г., Сазонов Д.М. Антенны. М.: Энергия, 1975.

Айзенберг Г. З., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н. Антенны УКВ. -М.: Связь, 1977.

 

Задачи

 

1. Полый прямоугольный волновод имеет размеры …*… мм. Оценить возможность использования данного волновода на частоте … ГГц. (Рабочий и одномодовый режимы, типы волн на заданной частоте). Подобрать волновод оптимальных размеров. (Богачков И. В.)

2. Полый круглый волновод имеет диаметр … мм. Оценить возможность использования данного волновода на частоте … ГГц. (Рабочий и одномодовый режимы, типы волн на заданной частоте). Подобрать волновод оптимальных размеров. (Богачков И. В.)

3. Рассчитать волновое сопротивление и коэффициент затухания медной (s =57 МСм/м, m =1) коаксиальной (R_внеш =5 мм, R_внутр =0,5 мм, e =4, толщина сплошного внешнего проводника=0,1 мм) линии передачи на частоте … МГц. Потерями в диэлектрике можно пренебречь. (Богачков И. В.)

4. Рассчитать волновое сопротивление и коэффициент затухания медной (s =57 МСм/м, m =1) двухпроводной (D (расстояние между серединами проводников)=5 мм, d (диаметр проводников)=0,8 мм, e =2) линии передачи на частоте … МГц. Потерями в диэлектрике можно пренебречь. (Богачков И. В.)

5. Рассчитать волновое сопротивление и коэффициент затухания медной (s =57 МСм/м, m =1) микрополосковой (h (расстояние между полосками)=2 мм, w (ширина центральной полоски)=5 мм, t (толщина центральной полоски)=0,1 мм, e =8) линии передачи на частоте … МГц. Потерями в диэлектрике можно пренебречь. (Богачков И. В.)

6. Определить расположение ближней, дальней и промежуточной зон антенны. f =…МГц. Максимальный размер антенны.. м. (Богачков И. В.)

Указать, при каких условиях допустимо применение упрощенных формул.

7. На границу раздела двух сред (e1 =5, e2 =2) падает ЭМ волна. Указать условия полного прохождения и отражения. (Богачков И. В.)

8. Высоты антенн h1=… м, h2=… м. Определить расстояние прямой видимости и дальности связи на УКВ. (Богачков И. В.)

 

 

Вопросы для гос. экзамена по ОТЦ для специальности 210402,

(Никонов И.В.)

1.Теоретические вопросы.

Гармонический сигнал, основные характеристики. Временная и спектральные диаграммы сигнала. Воздействие гармонического сигнала на линейные радиоэлементы.

Комплексные преобразования гармонических сигналов. Комплексные амплитуды и сопротивления. Законы электрических цепей в комплексной форме.

Комплексные частотные характеристики линейных электрических цепей. Анализ и графическое построение АЧХ, ФЧХ, АФХ. Децибелы.

Эквивалентная схема последовательного колебательного контура. Основные расчетные соотношения для резонанса напряжений.

Эквивалентная схема параллельного колебательного контура. Основные расчетные соотношения для резонанса токов.

Эквивалентная схема линейного трансформатора. Анализ схемы при гармоническом воздействии. Коэффициент трансформации.

Переходные процессы в линейных электрических цепях. Основные определения. Основные методы анализа.

Нелинейные радиоэлементы. Основные задачи анализа. Аппроксимация ВАХ нелинейных элементов резистивного типа.

Теория линейных четырехполюсников. Системы H, Y, A-параметров.

Классификация электрических фильтров по частотным характеристикам и элементной базе.

2.Задачи

2.1. Для гармонического сигнала u(t)=28cos(2PI·1000t − PI/4) определить действующее значение, комплексную амплитуду, нарисовать временную и спектральные диаграммы сигнала.

2.2. Нарисовать последовательную эквивалентную схему электрической цепи, с указанием номиналов радиоэлементов, если u(t)=28cos(2PI·1000t − PI/4), i (t)=28cos(2PI·1000t).

2.3. Нарисовать параллельную эквивалентную схему электрической цепи, с указанием номиналов радиоэлементов, если u(t)=28cos(2PI·1000t − PI/4), i (t)=28cos(2PI·1000t).

2.4. Преобразовать электрическую схему с последовательно соединенными элементами R=… Ом, C=… пФ в схему с параллельным соединением элементов при циклической частоте ……… рад/с.

2.5. Преобразовать электрическую схему с параллельно соединенными элементами R=… Ом, C=… пФ в схему с последовательным соединением элементов при циклической частоте ……..рад/с.

2.6. Значения идеальных элементов эквивалентных схем последовательного и параллельного колебательных контуров одинаковы: L=.. мкГн, C= … пФ, Rпотерь = … Ом.. Нарисовать эквивалентные схемы контуров, рассчитать их характеристики на резонансной частоте.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ГОСЭКЗАМЕНА

ПО КУРСУ "ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ"

(Хазан В. Л.)

1. Спектральное представление периодических и непериодических сигналов. Ряды Фурье. Прямое и обратное преобразование Фурье. Соотношение между спектральной плотностью одиночного импульса и спектром периодической последовательности импульсов. (Хазан В. Л.)

2. Спектральные плотности неинтегрируемых сигналов. Преобразование Лапласа. Связь между преобразованием Фурье и преобразованием Лапласа. (Хазан В. Л.)

Амплитудная, частотная и фазовая модуляция. Спектры сигналов при различных видах модуляции. Сигналы с линейной частотной модуляцией. (Хазан В. Л.)

Сигналы с ограниченным спектром. Теорема Котельникова. (Хазан В. Л.)

5. Аналитический сигнал. Преобразование Гильберта. Понятие комплексной огибающей узкополосного сигнала. (Хазан В. Л.)

Импульсные, переходные и частотные характеристики линейных стационарных систем. Интеграл Дюамеля. Спектральный и операторный методы анализа. (Хазан В. Л.)

Линейные параметрические цепи. Модуляторы амплитуды и преобразователи частоты. Параметрические усилители. (Хазан В. Л.)

Нелинейные радиотехнические цепи. Способы аппроксимации характеристик безинерционных нелинейных элементов. Спектральный состав тока при гармоническом внешнем воздействии на нелинейный элемент. (Хазан В. Л.)

Автогенераторы гармонических колебаний. Мягкий и жесткий режимы самовозбуждения. Стационарный режим. Метод медленно изменяющихся амплитуд (метод укороченного уравнения). (Хазан В. Л.)

Случайные сигналы и их основные характеристики. Функция корреляции. Характеристическая функция. Распределение Гаусса. Распределение Релея. (Хазан В. Л.)

 

Вопросы к государственному экзамену

Классификация систем связи с подвижными объектами. Виды модуляции в системах связи с подвижными объектами. Непрерывные виды модуляции. Дискретные виды модуляции. Методы многостанционного доступа в системах подвижной связи.

Сотовые системы подвижной радиосвязи. Аналоговые стандарты систем подвижной радиосвязи. Области распространения в мире и основные технические характеристики. Цифровые стандарты систем подвижной радиосвязи. Области распространения в мире и основные технические характеристики. Поколения сотовых систем подвижной связи.

Сотовая система подвижной радиосвязи стандарта GSM. Общие характеристики стандарта GSM. Сотовая система подвижной радиосвязи стандарта GSM. Структурная схема сети связи. Обеспечение безопасности в стандарте GSM.

Сотовая система подвижной радиосвязи IS-95. Основные сведения и технические характеристики. Разнесенный прием сигналов и режим мягкой эстафетной передачи. Обобщенная структурная схема сети сотовой подвижной связи IS-95. Особенности управления мощностью в системе IS-95.

Стандарты систем сотовой подвижной связи третьего поколения Основные отличия от систем второго поколения. Система сотовой подвижной связи третьего поколения UMTS. Общие сведения и технические характеристики. Архитектура системы UMTS. Интерфейсы UMTS.

 

Вопросы для Госэкзамена

Дисциплина: ОТСПС (очники)

(Попов В.Ф.)

Основные понятия теории информации. Виды информации: смысловая, эмоциональная. Особенности передачи информации различных видов (речь, текст, музыка, видео и т. д.). Скорость передачи информации.

Вопросы к госэкзамену

по дисциплине

«Основы построения телекоммуникационных систем и сетей»

(Пляскин М.Ю,)

1. Общие понятия о системах связи. Обобщённая структурная схема системы связи. Системы электросвязи и радиосвязи.

1. Сигналы в системах связи. Аналоговые и дискретные сигналы. Параметры сигнала.

1. Каналы связи. Классификация каналов связи. Параметры каналов связи. Условие передачи сигналов по каналам связи.

1. Многоканальные системы связи. Общие понятия и обобщённая структурная схема многоканальной системы связи.

1. Системы связи с частотным разделением каналов.

1. Системы связи с временным разделением каналов.

1. Системы связи с кодовым разделением каналов.

1. Радиорелейны6 системы передачи информации. Классификация. Структурная сема РРЛ. Многоканальные РРЛ.

1. Спутниковые системы связи. Классификация ИСЗ по особенностям орбиты. Спутниковые службы в системах связи.

1. Ионосферные системы связи на декаметровых волнах. Особенности распространения декаметровых волн.

1. Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем (OSI). Взаимодействие уровней. Инкапсуляция пакетов.

 

 

З А Д А Ч А N 2 (Хазан В. Л.)

 

Дана последовательность однополярных прямоугольных импульсов с амплитудой Е [В] и длительностью Тi [с].

Период последовательности Т кратен Тi.

 

Определите:

1. Уровень постоянной составляющей спектра последовательности Uo.

2. Амплитуду n-ой гармоники An.

3. Расстояние между соседними спектральными составляющими (вдоль оси частот) df.

4. Минимальный номер гармоники N1, амплитуда которой равна нулю.

 

E =... B, n =..., Ti =... c, T =... c.

З А Д А Ч А N 3 (Хазан В. Л.)

 

Модуль спектральной плотности импульсного сигнала представляет собой

П-образную функцию частоты с уровнем So [В/Гц] в пределах от -Fo до +Fo [Гц] и равную нулю за пределами этого интервала частот.

Фазовый спектр этого импульсного сигнала равен нулю.

 

Определите:

1. Максимальное значение импульсного сигнала Umax.

2. Длительность Ti импульсного сигнала, которая оценивается интервалом времени между двумя его минимальными значениями, одно из которых предшествует максимуму, а второе следует за максимумом.

3. Значение импульсного сигнала на расстоянии t = Ti / 4 от его максимума.

 

So =... В/Гц, Fo =...Гц

 

З А Д А Ч А N 4 (Хазан В. Л.)

 

Вольт-амперная характеристика диода Ig(Ug) [mA] аппроксимирована кусочно-линейной функцией:

Ig = K × Ug для Ug > 0

Ig = 0 для Ug < 0

 

На диод подано смещение Uo [B] и гармоническое колебание с амплитудой A [B].

 

Определите:

1. Амплитуду косинусоидальных импульсов тока диода Im [mA].

2. Угол отсечки косинусоидальных импульсов тока диода Q [радиан].

3. Амплитуду 1-ой гармоники косинусоидальных импульсов тока диода I1 [mA].

Формулы для расчета коэффициентов Берга:

g1(Q) = (Q - sin(Q) × cos(Q)) / PI

a1(Q) = g1(Q) / (1 - cos(Q))

 

Uo =...B, A =... B, K =....

З А Д А Ч А N 5 (Хазан В. Л.)

 

Несущая сигнала с амплитудой A10 [В] и с частотой fo [Гц] модулирована по амплитуде гармоническим колебанием низкой частоты F [Гц].

Коэффициент модуляции равен М1. Это колебание подано на вход одноконтурного резонансного усилителя c коэффициентом усиления К, настроенного на частоту несущей сигнала.

На выходе усилителя имеет место амплитудно-модулированное колебание с коэффициентом модуляции М2 = 0.707 × М1.

 

Определите:

1. Амплитуду боковой спектральной составляющей на входе усилителя A11.

2. Амплитуду несущей на выходе усилителя A20.

3. Амплитуду боковой спектральной составляющей на выходе усилителя A21.

4. Добротность резонансного контура усилителя Q.

 

M1 =..., A10 =... B, F =... Гц, fo =... кГц, K =....

 

З А Д А Ч А N 6 (Хазан В. Л.)

 

Фильтр нижних частот (ФНЧ) имеет П-образную амплитудно-частотную характеристику, которая равна Ка во всей полосе пропускания частот от -Fo до +Fo [Гц].

Будем считать, что фазо-частотная характеристика Ф(w) этого идеализированного фильтра линейно зависит от частоты:

Ф(w) = - Kф × w

На вход этого фильтра подается короткий импульс u(t) = Uo × d(t),

где d (t) - функция Дирака.

Определите:

1. Максимальное значение сигнала Umax на выходе ФНЧ.

2. Длительность Ti сигнала на выходе ФНЧ, которая оценивается интервалом

времени между двумя его минимальными значениями, одно из которых

предшествует максимуму, а второе следует за максимумом.

3. Значение импульсного сигнала на расстоянии t = Ti / 4 от его максимума.

4. Время задержки Tз местоположения Umax сигнала на выходе ФНЧ по
отношению к моменту воздействия дельта-импульса на его входе.

Uo =... B, Fo =... Гц, Ka =..., Кф =....

 

З А Д А Ч А N 7 (Хазан В. Л.)

 

Сигнальное устройство представляет собой высокочастотный усилительный тракт, линейный детектор, решающее устройство и звуковой индикатор. Если на выходе линейного детектора напряжение U(t) превышает порог Uo, который имеет решающее устройство. то возникает звуковой сигнал тревоги.

В дежурном режиме на входе усилительного тракта присутствует гауссовский шум. При этом на выходе линейного детектора напряжение имеет распределение Рэлея:

p(U) = U / s²× exp(-U² /(2 × s² ));

 

Определите вероятность того, что в заданный момент времени при работе сигнального устройства в дежурном режиме возникнет сигнал ложной тревоги Pлт.

 

s =... B, Uo =... B.

З А Д А Ч А N 8 (Хазан В. Л.)

 

Амплитуда несущего колебания на выходе передатчика равна Uo [B].

На передатчике осуществляется частотная модуляция гармоническим колебанием.

При этом мгновенная частота сигнала изменяется по закону

 

f(t) = fo + dF × cos(2 × PI × F × t + Q),

 

где fo - частота несущего колебания,

dF - девиация частоты,

F - частота модулирующего колебания,

Q - начальная фаза модулирующего колебания.

Определите амплитуду Ao компонента спектра колебания на выходе передатчика на частоте несущей, а также амплитуду 1-ой составляющей верхней A1h (или нижней A1l) боковой частоты.

Uo =...B, F =... Гц, dF =... Гц.

З А Д А Ч А N 9 (Хазан В. Л.)

 

Амплитудно-модулированное колебание вида s1(t) = Ao(1 + M × cos(2 × PI × F × t)) × cos(W × t)

 

подано на квадратичный детектор с характеристикой

 

Uвых = К × (Uвх)².

 

Определите на выходе этого детектора уровень постоянного напряжения U2o и амплитуды A(F) и A(2F) составляющих спектра с частотами соответственно F и 2F.

 

Ao =... B, M =..., K =....

З А Д А Ч А N 10 (Хазан В. Л.)

 

Континуальный сигнал, спектр которого занимает полосу частот равную dF, стробируется последовательностью коротких прямоугольных импульсов, имеющих длительность Ti. Полученные отсчеты передаются по линии связи, полоса пропускания которой считается неограниченной.

На приемной стороне континуальный сигнал восстанавливается посредством
П-образного фильтра нижних частот, имеющего полосу пропускания dF. Определите максимальное значение Tmax периода последовательности прямоугольных импульсов, при котором принятый сигнал будет полностью восстановлен. Какое предельное число корреспондентов Mmax может одновременно передавать информацию по каналу связи при применении временного уплотнения.

 

dF =... Гц, Ti =.... мкс.

 

Задачи для госэкзамена по дисциплинам

«Вычислительная техника и информационные технологии» и

«Цифровая обработка сигналов и сигнальные процессоры»

 

 

1. Сложить два числа А₁₆ и (-1D₁₀), представив отрицательное число в обратном коде. Действие сложения провести в двоичном виде.

2. Сложить два числа 1F₁₆ и (-38₁₀), представив отрицательное число в дополнительном коде. Действие сложения провести в двоичном виде.

3. Преобразовать синхронизированный RS-триггер в синхронизированный Т-триггер. Привести таблицы истинности обеих триггеров.

4. Преобразовать синхронизированный JK-триггер в синхронизированный D-триггер. Привести таблицы истинности обеих триггеров.

5. Построить таблицу истинности для выражения:

.

6. Построить карту Карно для выражения:

.

7. Найти минимальную сумму по картам Карно для выражения:

.

8. Найти минимальное произведение для выражения по карте Карно:

.

9. Найти минимальную сумму с помощью теорем булевой алгебры для

выражения

10. Построить структуру сумматора двух чисел 9₁₀ и 6₁₀.

11. Составить программу сложения двух чисел:

число 1 находится по адресу 1CD2₁₆?

Число 2 равно – А4₁₆.

 

Вопросы к госэкзаменам

"Электромагнитные поля и волны"

Баланс электромагнитной (ЭМ) энергии. Баланс энергии в замкнутом последовательном контуре. Теорема Умова-Пойтинга. Вектор излучения. (Богачков И. В.)