Кафедра радіоінженерії

[TS-32] Новітні антенні системи

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Третій (освітньо-науковий)
Галузь знань	-
Спеціальність
Освітня програма	Всі ОП
Статус дисципліни	Вибіркова (Ф-каталог)
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	Доступно для вибору починаючи з 2-го курсу, весняний семестр
Обсяг дисципліни	5 кред. (Лекц. 36 год, Практ. 36 год, Лаб. год, СРС. 78 год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Екзамен
Розклад занять	https://rozklad.kpi.ua
Мова викладання	Українська / Англійська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Мартинюк С. Є., Практ.: Мартинюк С. Є., СРС.: Мартинюк С. Є.
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Дисципліна "Новітні антенні системи" охоплює останні тенденції та досягнення в області створення складних антенних систем, які дають змогу аспірантам зрозуміти останні актуальні задачі та проблеми антенної техніки, отже використати це для підсилення як власного науково-технічного рівня, так і своєї майбутньої роботи. Сучасні антенні системи є принципово важливою ланкою, що в значній мірі визначає тактико-технічні характеристики радіотехгнічних інформаційних систем: радарних, телекомунікаційних, навігаційних, радіокерування тощо.

Метою дисципліни є вивчення останніх досягнень в області інженерної реалізації складних антенних систем: космічних дзеркальних антен, цифрових антенних решіток, ультраширокосмугових антен, радіофотонних антенних решіток тощо.

Предметом дисципліни є принципи побудови складних антенних систем.

В результаті вивчення дисципліни аспіранти набувають професійні компетенції - знання принципів побудови, обмежень, напрямків вдосконалення та потенційних можливостей сучасних антенних систем.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Дисципліна "Новітні антенні системи" є виборною для Ph.D. студентів

спеціальності 172 "Телекомунікації та радіотехніка".

3. Зміст навчальної дисципліни

Лекційні та практичні занняття присвячені розгляду наступних тем:

Тема 1. Космічні дзеркальні антени супутникового базування , що розкладаються в космосі.

Тема 2. Наземні великі дзеркальні антени супутникових систем.

Тема 3. Ультраширокосмугові антени.

Тема 4. Ультраширокосмугові двомірні скануючі антенні решітки радарів.

Тема 5. Компонентна база сучасних активних фазованих антенних решіток.

5.1. Структурні схеми АФАР.

5.2. Вимоги до компонентів АФАР.

5.3. Стан розвитку систем АФАР.

Тема 6. Цифрові антенні решітки із просторовим розділенням сигналів для телекомунікаційних систем 5G.

6.1 Принципи побудови цифрових антенних решіток.

6.2. Системи MIMO.

6.3. Обробка сигналів в цифрових антенних решітках.

Тема 7. Радіофотонні антенні решітки радарів нового покоління.

Тема 8. Сучасні технології компьютерного моделювання антенних систем.

Тема 9. Прогрес в області технології вимірювань сучасних антенних систем.

9.1. Класичні векторні вимірювання антен.

9.2. Вимірювання антен по ближньому полю.

Тема 10. Багаточастотні антени мобільних терміналів.

Тема 11. Теорія побудови планарних мікросмужкових антен.

Тема 12. Мікросмужкові антени з коловою поляризацією для навігаційних систем.

Тема 13. Конструктивний синтез антенних систем.

4. Навчальні матеріали та ресурси

1. Koul S.K., Wani Z. Novel Millimetre Wave Antennas for MIMO and 5G Applications Springer, Singapore, 2021. — XVI, 171 p. — ISBN 978-981-16-7278-1.

2. Imbriale W.A., Gao S., Boccia L. (eds.) Space Antenna HandbookJohn Wiley & Sons, Ltd., 2012. — XXVII, 744 p. — ISBN 978-1-119-99319-3.

3.Luo Qi, Gao Steven Shichang, Liu Wei, Gu Chao. Low-cost Smart AntennasWiley, 2019. — 288 р. — ISBN 978-1-119-42277-8.

4.Schantz H. The Art and Science of Ultrawideband AntennasSecond edition. — Boston : Artech House, 2015. — 591 p.

5.Hansen Robert C. Phased Array Antennas 2nd edition. — Wiley-Interscience, 2009. — 547 p. — ISBN-10: 0470401028. — ISBN-13: 978-0470401026.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Студенти опановують матеріали курсу в ході прослуховування лекцій, участі в практичних занятттях та самостійної роботи з використанням передової сучасної англомовної літератури по антенним системам.

6. Самостійна робота студента

Студент повинен завчасно готуватись до лекцій та практичних занять. Перед лекціями необхідно повторити теоретичний матеріал, наданий у попередніх лекціях. Перед практичними заняттями необхідно повторити відповідний теоретичний матеріал.

Обов’язковим є виконання домашніх завдань, які необхідно виконувати до наступного практичного заняття. Виконання та ревізія виконаних домашніх завдань також необхідні для підготовки до самостійних та модульних контрольних робіт.

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Відвідування занять

Відвідування лекцій та практичних занять є обов’язковим згідно Положення про організацію освітнього процесу КПІ ім. Ігоря Сікорського. У разі хвороби студент зобов’язаний представляти довідку про термін проходження лікування, оформлену належним чином, з установи, де проходило лікування. У інших випадках (наприклад, сімейні обставини) питання вирішується в індивідуальному порядку з викладачем. Матеріал занять, які були з тих чи інших причин пропущені, необхідно опановувати самостійно.

У будь-якому випадку студентам рекомендується відвідувати усі види занять, оскільки на них викладається теоретичний матеріал та розвиваються навички, необхідні для виконання домашніх завдань, контрольних та розрахункових робіт. Система оцінювання орієнтована на отримання балів за активність студента, а також виконання завдань, які здатні розвинути практичні уміння та навички.

Пропущені контрольні заходи

Результат самостійної або модульної контрольної роботи для студента, який не з’явився на контрольний захід, є нульовим. Якщо пропуск стався без поважної причини, студент має можливість написати контрольний захід, але максимальний бал за нього буде дорівнювати 50% від загальної кількості балів. У разі, якщо пропуск стався з поважних причин (наприклад, хвороби), підтверджених відповідними документами, студент має можливість написати контрольний захід в інший узгоджений з викладачем термін без зниження оцінки. Повторне написання модульної контрольної роботи не допускається.

Пропущений залік не зараховується незалежно від причин пропуску; у такому випадку студент отримує запис у відомості «не з’явився» та повинен складати іспит на додатковій сесії.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни (РД) формується як сума балів поточної успішності навчання - стартового рейтингу (РС) та екзаменційних балів (РЕ):

РД = РС + РЕ.

Розмір стартової шкали РС = 60 балів.

Розмір екзаменаційної шкали РЗ = 40 балів.

Розмір шкали рейтингу з дисципліни РД = 100 балів.

Протягом останнього тижня семестру студентам, що не набрали 30 балів надається можливість підвищення РС шляхом розв’язання додаткових контрольних завдань.

Критерії екзаменаційного оцінювання:

Набутий протягом семестру РС додається до екзаменаційних балів РЕ (максимум 40 балів). Шкала переведення рейтингових оцінок в ESTS та традиційні оцінки є загальноприйнятою.

Модульна контрольна робота.

– повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) — 30 балів;

– достатньо повна відповідь (не менше 75%) — 20 балів;

– неповна відповідь (більше 60%) — 10 балів;

– незадовільна відповідь — 0 балів.

Заохочувальні бали:

– присутність на лекційних заняттях — до 3 балів, по одному балу за присутність на лекції під час проведення контролю відвідування;

– допомога в розробленні інтерактивних курсів — до 10 балів.

Студент не може отримати більше 10 заохочувальних балів!

Максимальна сума балів складає 100. Позитивний результат за модульні контрольні роботи є обов’язковою умовою допуску до заліку!

Студенти, які за семестр набрали більше 60 балів мають право отримати оцінку «автоматом», переведення балів в оцінки проводиться згідно з таблицею.

Студенти, які набрали менше 60 балів, а також ті, хто хоче підвищити оцінку, виконують залікову контрольну роботу.

Екзаменаційна робота

Екзаменаційна робота складається з чотирьох теоретичних питань, кожне з яких оцінюється в 10 балів та практичного питання (задачі), яке оцінюється в 10 балів.

Теоретичне питання та задача:

– повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) — 8 балів;

– достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації або незначні неточності) — 6 балів;

– неповна відповідь (не менше 60% та деякі помилки) — 4 бали;

– незадовільна відповідь — 0 балів.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Матеріал дисципліни студенти денної форми навчання освоюють на лекціях, практичних заняттях, а також при самостійному вивченні навчального матеріалу.

Поточний контроль рівня засвоєння навчального матеріалу здійснюється при модульному контролі шляхом виконання контрольних робіт.

Підсумковий контроль засвоєння навчального матеріалу дисципліни здійснюється на іспиті.

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Перелік основного обладнання кафедри радіоінженерії:
1) Anritsu 20 GHz Vector Network Analyzer (MS46122A) - Векторний аналізатор кіл до 20 ГГц Anritsu (MS46122A); - може використовуватись для вимірювання характеристик узгодження, передачі та комплексного опору таких компонент система як: широкосмугова антена, приймач, НВЧ підсилювач.
2) Tektronix Digital Phosphor Oscilloscope DPO 70804C - Цифровий фосфорний осцилоскоп Tektronix DPO 70804C зі смугою частот DC… >8 ГГц, тривалість наростання сигналу (10% -> 90%) 30-40 пс; - може використовуватись для вимірювання осцилограм та спектальних характеристик ультракоротких імпульсів згенерованих системою, а також імпульсів відбитих від цілі.
3) Anritsu spectrum analyzer 9 kHz - 13.5 GHz (MS2830A) - Аналізатор спектру діапазону частот 9 кГц - 13.5 ГГЦ Anritsu (MS2830A); - буде використовуватись для вимірювання спектральних характеристик та рівнів потужності випромінюваних ЕМ хвиль в широкому діапазоні частот від 0.5 до 8-10 ГГц.
4) Безлунна камера - розмір камери 3х3х6 метрів - буде використовуватись для вимірювання характеристик випромінювання використовуваних антен (таких як коефіцієнт підсилення, ширина діаграми спрямованості, рівень кросполяризації та ін.).

Також на кафедрі радіоінженерії є потужний діючий парк НВЧ обладнання радянського виробництва.

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Мартинюк С. Є.;
Ухвалено кафедрою РІ (протокол № 07/2022 від 06.07.2022 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № ______ від ______)