АДАПТИВНЫЕ АНТЕННЫЕ СИСТЕМЫ Учебная программа дисциплины

АДАПТИВНЫЕ АНТЕННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебная программа дисциплины
Министерство образования и науки российской федерации
Владивостокский государственный университет экономики и
сервиса
АДАПТИВНЫЕ АНТЕННЫЕ СИСТЕМЫ
Учебная программа дисциплины
по направлению подготовки
210400.68 Радиотехника. Методы, системы и комплексы
радиоэлектронной борьбы
Владивосток
Издательство ВГУЭС
2013
ББК **.**
Рабочая программа учебной дисциплины 21480 «Адаптивные антенные
системы» составлена в соответствии с требованиями ООП
210400.68
Радиотехника.
Методы, системы и комплексы
радиоэлектронной борьбы на базе ФГОС ВПО.
Составитель: Дементьев С. Г., доцент кафедры электроники
Утверждена на заседании кафедры электроники от 16.02.2011 г.,
протокол № 5, редакция 2012 г.
Рекомендована к изданию учебно-методической комиссией Института
информатики, инноваций и бизнес систем ВГУЭС
© Издательство Владивостокский
государственный университет
экономики и сервиса, 2013
ВВЕДЕНИЕ
В процессе эксплуатации радиотехнической системы (РТС)
изменяются как внешние, так и внутренние условия. Появляются
источники помех, отказы отдельных элементов, изменяются условия
электромагнитной совместимости, что требует принципиально нового
подхода к созданию перспективных РТС.
В сложных системах существует возможность подстраивать
характеристики направленности АР в процессе работы. Для этого
вычислительный комплекс системы управления перестраивает по
особым
алгоритмам
коэффициенты
передачи
в
каждом
пространственном канале антенной решётки (АР) меняя тем самым
амплитудно-фазовое распределение так, чтобы сформировать «ноль» в
направлении источника помехи и «максимум» в направлении источника
сигнала, либо скомпенсировать вышедший из строя антенный элемент.
Это позволяет существенно повысить качество работы системы,
улучшить скрытность работы РТС. Такие системы получили название
адаптивных антенных систем (ААС).
Создание перспективных РТС требует применения новых
технических и системных решений. Определяющими ориентирами при
формировании подхода к созданию РТС будущего поколения должны
стать следующие качества:
• живучесть − важнейшее из требований к современным РТС.
Снижение тактических и эксплуатационных характеристик в случае
огневого подавления должно носить постепенный (плавный) характер;
• скрытность работы;
• распределенная (разнесенная, многопозиционная) структура РТС.
Распределенные в пространстве элементы РТС образующие единую
систему (сеть), выполняющую в определенное время в зоне
ответственности поставленную задачу;
• многофункциональность − способность решать широкий спектр
задач (обнаружения, связи, навигации, РЭБ, наведение авиации и т.д.) за
счёт использования программно управляемых модулей РТС и их
интерфейсного объединения в систему (сеть);
• адаптация – аппаратурное и программное изменение структуры
РТС в соответствие с условиями применения и инфраструктурой с
целью оптимального решения поставленной задачи;
• высокая информативность, характеризующаяся большим объёмом
сведений о результатах измерений, навигационных параметрах,
передаваемой информации и т.д.;
• низкая себестоимость, обусловленная использованием серийных
многофункциональных базовых модулей, ориентированных на их
системное применение и, как следствие, дешевых.
В настоящее время моделирование является основным методом
исследований во всех областях знаний и научно обоснованным методом
оценок характеристик сложных антенных систем, используемым для
принятия решений в различных сферах инженерной деятельности.
Существующие и проектируемые антенные системы можно эффективно
исследовать с помощью математических моделей, которые в этом
случае выступают в качестве инструмента разработчика при
проектировании радиоэлектронных систем.
Особое место данной дисциплины в профессиональной подготовке
обусловлено
выраженной
потребностью
в
создании
и
совершенствовании
современных
радиотехнических
объектов,
технологий и процессов их проектирования. Особенность изучаемой
дисциплины состоит в тесной связи математических методов
моделирования с использованием программ (Delphi, MathLab, LabView
и т.д.) и их практической реализацией при проектировании антенных
систем с использованием современных средств автоматизированного
проектирования.
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1.1 Цели освоения учебной дисциплины
Целями освоения дисциплины «Адаптивные антенные системы»
являются изучение основных принципов, методов и этапов
автоматизированного
проектирования
и
моделирования
радиоэлектронных устройств.
1.2 Место учебной дисциплины в структуре основной
образовательной программы (связь с другими
дисциплинами)
Место дисциплины в структуре основной образовательной
программы (ООП) ВПО
ООП
Форма
Блок
Трудоёмкость Форма
обучен
(З.Е.)
промежут.
ия
контроля
210400.68
Радиотехника.
М.2/Группа
ОФО
4
Э
Методы, системы и
В
комплексы
радиоэлектронной
борьбы
Знания и навыки, получаемые студентами в результате изучения
дисциплины, необходимы для изучения дисциплин «Компьютерные
технологии в науке и практике», «Разработка алгоритмов и программ
промышленного назначения», а также для успешного прохождения
научно-исследовательской практики.
1.3 Компетенции обучающегося, формируемые в
результате освоения учебной дисциплины
В результате освоения дисциплины у обучающегося должны быть
сформированы компетенции:
Таблица 1.1. Результаты освоения дисциплины (формируемые
компетенции и ЗУВ)
ООП
Вид компетенций
210400.68
Радиотехника.
Методы, системы
и комплексы
радиоэлектронной
борьбы
Профессиональные
Компетенции
ПК-5 способностью к
профессиональной
эксплуатации современного
оборудования и приборов (в
соответствии с целями
магистерской программы)
ПК-17 способностью
выполнять моделирование
объектов и процессов с
целью анализа и
оптимизации их параметров с
использованием имеющихся
средств исследований,
включая стандартные пакеты
прикладных программ
В результате освоения дисциплины у обучающегося должны быть
сформированы знания, умения, владения:
Таблица 1.2 Формируемые знания, умения, владения
ООП
Коды
Знания, Умения, Владения
компетенций
210400.68
ПК-5
Знания:
основные методы
Радиотехника.
Методы, системы и
комплексы
радиоэлектронной
борьбы
обеспечения
основных
характеристик
радиоприемных
устройств,
принципы
построения
усилительнопреобразовательных
трактов
ПК-17
Умения:
применять методы
повышения
энергетических и
качественных
показателей
устройств
генерирования и
формирования
радиосигналов
Владения:
математическим
аппаратом для
решения задач
теоретической и
прикладной
радиотехники,
методами
исследования и
моделирования
объектов
радиотехники
1.4 Основные виды занятий и особенности их
проведения
Объем и сроки изучения дисциплины:
Общая трудоемкость дисциплин составляет 4 зачетные единицы,
144 часов. Из них 24 часов – аудиторной работы, 84 часов –
самостоятельной работы. Удельный вес занятий, проводимых в
интерактивных формах, составляет 70 процентов аудиторных занятий.
Промежуточная аттестация по курсу – экзамен (36 часов).
Дисциплина «Адаптивные антенные системы» включает
следующие виды занятий:
- лекционные занятия;
- лабораторные занятия;
- консультации;
- самостоятельная работа студентов.
1.5 Виды контроля и отчетности по дисциплине
В процессе изучения дисциплины студент слушает лекции по
теоретическому материалу, при этом некоторые из вопросов выносятся
на самостоятельное изучение. Для помощи студенту в освоении
теоретического материала лекционных занятий и самостоятельной
работы предусматриваются консультации ведущего преподавателя.
Для защиты лабораторных работ, в рамках самостоятельной работы
студента, предусмотрено время для оформления отчета и освоения
теоретического материала для ответов на контрольные вопросы.
Для подготовки к экзамену студенту отводится 36 часов
самостоятельной работы и консультация ведущего преподавателя перед
экзаменом.
В соответствии с Положением о рейтинговой системе оценки
успеваемости студентов во Владивостокском государственном
университете экономики и сервиса в ходе изучения дисциплины
предусматриваются следующие виды контроля знаний студентов:
текущая и промежуточная (семестровая) аттестации.
Текущая промежуточная (семестровая) аттестация студентов
осуществляется по результатам контроля уровня знаний в ходе
проведения лекционных занятий, лабораторных работ и консультаций.
Промежуточная (семестровая) аттестация проводится в форме
устного или письменного опроса по лекционному курсу данной
дисциплины, при этом учитывается количество выполненных и
защищенных лабораторных работ.
Таблица 1.3 Распределение баллов рейтинга успеваемости
Раздел
Виды занятий
Виды оценочных
Бал
дисциплины
средств
лы
(всего 80 баллов)
Лекция
Аудиторная
работа
Темы 1-4
Практическое
занятие
Разноуровневые
задачи и задания,
доклад
10
12и
Разноуровневые задачи
задания, расчёты, доклад
Лабораторная
работа
Аттестация
СРС
Консультация
Аттестация
Подготовка к
занятию
Индивидуальная
работа
Курсовая
работа/проект
Текущая
аттестация
Текущая
аттестация
Расчетнографическая
Работа (Delphi,
MathLab и т.д.)
Разноуровневые
задачи и задания,
доклад
Собеседование
12
Практическая
работа
«учебным планом не
предусмотрено»
Собеседование
5
Собеседование
20
Э, Собеседование
20
20
Таблица 1.4 Виды оценочных средств для контроля
формирования знаний, умений, владений по видам
деятельности/компетенциям
ООП
Компетенции
Виды оценочных
средств для
Виды
Коды
Состав
групп
деятельности
компетенций и их
составных частей
Профессиональные компетенции
Аналитическая
ПК-8
знания
Собеседование
деятельность
ПК-9
умения
Разноуровневые
ПК-16
задачи и задания
ПК-17 владения
Расчетнографическая
компетенции
работа
Реферат
Таблица 1.5 Виды оценочных средств и их расположение
Виды
Краткая характеристика
Расположение
оценочных
оценочного средства
средств
Доклад
Продукт самостоятельной Хранилище
работы
студента, цифровых
представляющий
собой полнотекстовых
публичное выступление по материалов
представлению полученных (учебнорезультатов
решения методические
определенной
учебно- материалы).
практической,
учебно- Учебная программа
исследовательской
или дисциплины.
научной темы
Собеседование
Средство
контроля, Хранилище
организованное
как цифровых
специальная
беседа полнотекстовых
преподавателя
с материалов
обучающимся на темы, (учебносвязанные
с
изучаемой методические
дисциплиной,
и материалы).
рассчитанное на выяснение Учебная программа
объема
знаний дисциплины.
обучающегося
по
определенному
разделу,
теме, проблеме и т.п.
Разноуровневые Различают
задачи
и Хранилище
задачи и
задания:
цифровых
задания
а) репродуктивного уровня, полнотекстовых
позволяющие оценивать и материалов
диагностировать знание
(учебнофактического
материала методические
(базовые
понятия, материалы).
алгоритмы, факты) и умение Учебная программа
правильно
использовать дисциплины.
специальные термины и
понятия,
узнавание
объектов изучения в рамках
Расчетнографическая
работа
Реферат
определенного
раздела
дисциплины;
б)
реконструктивного
уровня,
позволяющие
оценивать
и
диагностировать
умения
синтезировать,
анализировать,
обобщать
фактический
и
теоретический материал с
формулированием
конкретных
выводов,
установлением причинноследственных связей;
в) творческого
уровня,
позволяющие оценивать и
диагностировать
умения,
интегрировать
знания
различных
областей,
аргументировать
собственную точку зрения.
Средство проверки умений
применять
полученные
знания
по
заранее
определенной методике для
решения задач или заданий
по модулю или дисциплине
в целом.
Продукт самостоятельной
работы
студента,
представляющий
собой
краткое
изложение
в
письменном
виде
полученных
результатов
теоретического
анализа
определенной
научной
(учебно-исследовательской)
темы, где автор раскрывает
суть
исследуемой
проблемы,
приводит
различные точки зрения, а
Хранилище
цифровых
полнотекстовых
материалов
(учебнометодические
материалы).
Учебная программа
дисциплины.
Хранилище
цифровых
полнотекстовых
материалов
(учебнометодические
материалы).
Учебная программа
дисциплины.
также собственные взгляды
на нее.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Темы лекций
Тема 1. Основные этапы разработки компьютерной
математической модели (КММ). (2 часа, презентация)
Постановка и формулирование задачи. Математическое описание
задачи.
Алгоритмизация.
Программирование.
Тестирование.
Составление документации на задачу
Понятие модели. Математические и физические модели. Этапы
моделирования. Аналитические и имитационные методы исследования.
Классический и системный подходы построения моделей. Понятие
алгоритма и алгоритмического процесса. Качество алгоритмов и
алгоритмических процессов.
Тема 2. Алгоритмизация компьютерных математических
моделей. (2 часа, презентация)
Понятие и свойства алгоритма. Операторы, геометрические фигуры
и правила изображения вычислительных алгоритмов. Алгоритмы
моделирования событий и процессов.
Основные способы структурного моделирования. Аналитическое
моделирование и имитационное моделирование. Типовые задачи
структурного моделирования. Модели блоков и сигналов. Реализация
задач структурного моделирования.
Тема 3. Технология вычислительного эксперимента на
компьютере. (2 часа, презентация)
Общие сведения об объектах и задачах проектирования. Уровни и
этапы автоматизированного проектирования. Сущность ВЭ. Этапы
технологии постановки ВЭ: Постановка задачи на разработку
компьютерной математической модели (КММ). Математическое
описание,
алгоритмизация
КММ.
Программирование
КММ.
Тестирование и отладка КММ. Разработка документации на КММ.
Типы объектов и процессов проектирования. Основные пакеты
современных САПР.
Тема 4. Математическое моделирование адаптивных антенных
систем. (2 часа, презентация)
Применение методов декомпозиции при моделировании СВЧустройств АФАР. Методы Моделирование приемо-передающих
устройств АФАР. Пакеты программ моделирования СВЧ-устройств и
задач решаемых адаптивными антенными системами.
2.2 Перечень тем практических занятий
Тема 1. Анализ и расчёт элементарных излучателей
адаптивной антенной решётки. (2 часа, компьютерная симуляция
программы MathCad)
Анализ технического задания на моделирование ААС. Определение
и конкретизация основных этапов и подходов при проектировании
ААС. Виды ААС. Синтез и редактирование основных моделей ААС
Выбор излучающих элементов ААС. Расчёт параметров и
характеристик элементарных излучателей ААС. Параметрический
анализ ААС.
Тема 2. Анализ существующих видов ААС Расчёт типовых
задач выполняемых ААС. (2 часа, компьютерная симуляция
программы MathCad)
Определение и конкретизация основных этапов и подходов при
проектировании ААС. Cтатистический анализ, расчёт параметров и
типовых задач решаемых ААС. Построение схем и временных диаграмм
работы ААС.
Тема 3. Расчёт параметров антенных решёток. (2 часов,
компьютерная симуляция)
Синтез и расчёт параметров и характеристик типовых схем
антенных решёток. Синтез ААС для решения конкретных задач.
Тема 4. Выбор и расчёт СВЧ устройств ААС. (2 часа,
компьютерная симуляция)
Анализ технического задания на моделирование. Выбор стратегии
направления
моделирования.
Разработка
и
редактирование
макромоделей антенно-фидерных и СВЧ устройств ААС. Задание
параметров, расчёт и анализ СВЧ устройств ААС.
2.3 Перечень тем лабораторных занятий
Тема 1. Моделирование элементарных излучателей ААС. (2
часа, компьютерная симуляция программ Delphi, MathLab)
Анализ технического задания на моделирование. Выбор стратегии
направления моделирования. Определение и конкретизация основных
этапов и подходов при проектировании элементарных излучателей
ААС. Синтез и редактирование основных моделей элементов. Изучение
статических и динамических характеристик излучающих устройств.
Параметрический анализ.
Тема 2. Моделирование антенных решёток. (2 часа,
компьютерная симуляция программ Delphi, MathLab)
Анализ технического задания на моделирование. Выбор стратегии
направления моделирования. Определение и конкретизация основных
этапов и подходов при проектировании антенных решёток. Синтез и
редактирование основных моделей типовых антенных решёток.
Тема 3. Моделирование задач решаемых ААС. (2 часов,
компьютерная симуляция программ Delphi, MathLab)
Задание параметров и типовых задач решаемых ААС.
Исследование основных характеристик схем ААС на основе заданных
типовых задач. Проведение основных видов анализа и оптимизации
схемы.
Тема 4. Моделирование СВЧ устройств и элементов ААС. (2
часа, компьютерная симуляция)
Анализ технического задания на моделирование. Выбор стратегии
направления
моделирования.
Разработка
и
редактирование
макромоделей антенно-фидерных и СВЧ устройств ААС. Задание
параметров и анализ СВЧ устройств.
2.4 Самостоятельная работа студентов
Тема 1. Физические модели антенных устройств. (20 часов,
реферат)
Разработка моделей различных элементарных антенных устройств,
используемых в сложных антенных решётках (директорные, рупорные,
спиральные, логопериодические, вибраторные и т.д.) с использованием
систем математического моделирования MathCAD, MATLAB, Simulink.
Тема 2. Моделирование и реализация радиолокационных
систем в MATLAB и Simulink. (20 часов, реферат)
Разработка радиолокационных систем. Моделирование цифровых
сигналов в 3 областях (временная область, частотная область,
пространственная область). Моделирование системы в 3 доменах:
цифровые сигналы; смешанные сигналы; радиочастотные сигналы.
Моделирование во временной области. Моделирование динамики
(движение решетки, движение цели). Моделирование эффектов среды
распространения сигналов (доплеровский сдвиг, девиация амплитуд и
фаз).
Тема 3. Моделирование фазированных антенных решеток
(ФАР). (20 часов, реферат)
Моделирование различных видов сигналов используемых в
антенных решётках (включая эффекты среды распространения).
Моделирование различных видов ФАР (линейных, цилиндрических,
конформных). Моделирование цифровой обработки сигналов.
Тема 4. Применение технологий AAS и MIMO при различных
типах модуляции и схемах кодирования в радиосетях WiMAX и
многопозиционной радиолокации. (24 часов, реферат)
Применение в системе WiMAX и в многопозиционной
радиолокации технологии адаптивного формирования диаграммы
направленности (как элемента AAS) для обеспечения увеличения
дальности связи (обнаружения), снижения уровня интерференции (за
счёт применения цифровых сигналов) и увеличение пропускной
способности системы радиосвязи. Применение системы независимой
обработки переотраженных декоррелированных сигналов на основе
множественного приема/множественной передачи (MIMO).
3. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Таблица 3.1 Распределение образовательных технологий по
видам занятий
ООП
Вид
Используемые
Семестр/
занятия,
образовательные
модуль
аттестация
технологии
Лек.
Материал
в
виде
210400.68
презентаций.
Радиотехника.
ЛЗ
Компьютерные
Методы, системы
симуляции.
и
комплексы
ПЗ
Расчёт и компьютерные
радиоэлектронной
симуляции.
борьбы
СРС
Работа с электронными
источниками и базами
данных, использование
систем автоматизации
1/1
моделирования
и
проектирования
КР/КП «учебным планом не
предусмотрено»
К
«учебным планом не
предусмотрено»
А1/А2 Балло-рейтинговая
система
Э/
Балло-рейтинговая
система
При
проведении
лекционных
занятий
используется
мультимедийная компьютерная техника для улучшения качества и
объёма усеваемого материала. Лабораторные работы выполняются с
использованием систем автоматизированного моделирования и
проектирования в пакете программ Delphi-10, MathCAD и MathLAB,
LabView, Simulink.
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО
ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
4.1. Перечень и тематика самостоятельных работ
студентов по дисциплине
Темы для докладов и рефератов:
1. Математические модели элементарных излучателей ААС.
2. Физические модели элементарных излучателей ААС.
3. Модели сложных антенных систем.
4. Функциональное и структурное моделирование.
5. Аналитическое и имитационное моделирование.
6. Этапы компьютерного моделирования антенных систем.
7. Алгоритмы и алгоритмические процессы.
8. Классический и системный подходы построения моделей.
9. Системы автоматизированного проектирования и моделирования
ААС.
10. Оптимизация при проектировании радиоэлектронный устройств.
11. Языки моделирования.
12. Системы автоматизированного моделирования и проектирования.
Вопросы для самоконтроля, собеседования и контрольных работ:
1. Назовите и охарактеризуйте основные этапы проектирования по
существу решаемых задач.
2. Что понимается под адаптивной антенной системой (ААС)?
3. Каковы преимущества компьютерного моделирования?
4. Какие способы структурного моделирования вы знаете? Приведите их
сравнительную характеристику.
5. Приведите общую схему процесса структурного проектирования.
6. Назовите преимущества ААС (AAS).
7. Назовите базовые элементы функциональных схем. Приведите
примеры.
8. Преимущества технологии MIMO?
9. Совокупность каких уравнений образует математическую модель
объекта?
10. Что такое базовый набор схемных элементов и как моделируются
элементы схемы, не вошедшие в базовый набор?
11. Изобразите обобщенную типовую структуру макромодели ААС.
12. Расскажите о формах представления макромоделей в программах
схемотехнического проектирования.
13. Что такое логическая модель и для решения каких задач она
применяется?
14. Выведите и объясните структуру дифференциальных уравнений
относительно векторного и скалярного потенциала для решения задач
моделирования полей различного типа.
15. Какие методы моделирования полей вам известны?
16. Что понимается под параметрической оптимизацией?
17. Приведите классификацию задач параметрической оптимизации.
Темы разноуровневых задач и заданий:
1. Произвести компьютерное моделирование антенного устройства в
пакете программ Delphi-10, MathCAD.
2. Произвести компьютерное моделирование антенных решёток в
пакете программ Delphi-10, MathCAD.
3. Произвести компьютерное моделирование типовых задач решаемых
ААС в пакете программ Delphi.
4. Произвести компьютерное моделирование антенной системы в пакете
САПР.
5. Произвести компьютерное моделирование СВЧ устройства в пакете
программ Delphi-10, MathCAD.
4.2 Контрольные вопросы для самостоятельной оценки
качества освоения учебной дисциплины
№
п/п
1.
2.
№ раздела и
темы
Тема 1
Тема 2
Перечень рассматриваемых
вопросов для самостоятельного
изучения
1. Дайте определения понятиям
математической модели объекта и
моделирования при моделировании
ААС.
2. Какие типы антенных устройств
применяются в сложных антенных
системах ААС?
3. Порядок создания алгоритма
компьютерной математической
модели КММ АСС.
4. Назовите этапы моделирования?
1. Что понимается под оптимальным
синтезом устройства?
2. Назовите основные этапы и
подходы
при
проектировании
антенных решёток.
3. В чём суть синтеза и
редактирования основных моделей
Колво
часов
20
20
№
п/п
3.
4.
№ раздела и
темы
Тема 3
Тема 4
Перечень рассматриваемых
вопросов для самостоятельного
изучения
типовых антенных решёток?
1. Назовите уровни и этапы
автоматизированного
проектирования.
2. Этапы технологии постановки
ВЭ.
3. Основные этапы тестирования и
отладки при создании КММ.
4. Типы объектов и процессов
проектирования. Основные пакеты
современных САПР.
5. Назовите и охарактеризуйте два
подхода к проектированию ААС.
6. В каких пакетах САПР возможно
функциональное моделирование?
1.
Применение
методов
декомпозиции при моделировании
СВЧ-устройств АФАР.
2. Методы моделирования приемопередающих устройств АФАР.
3. Назовите пакеты программ
моделирования СВЧ-устройств и
задач
решаемые
адаптивными
антенными системами.
4. Что представляют собой базовые
элементы СВЧ-устройств?
Колво
часов
20
24
4.3 Методические рекомендации по организации СРС
В соответствии с общим объемом часов, отведенных для изучения
дисциплины, предусматривается выполнение следующих видов
самостоятельных работ студентов (СРС): самостоятельное изучение
теоретического материала с самоконтролем по приведенным вопросам,
изучение теоретического материала при подготовке к защите
лабораторных работ, итоговое повторение теоретического материала
при подготовке к экзамену.
Для самостоятельного изучения дисциплины выносится часть
материала по всем темам дисциплины с самоконтролем по контрольным
вопросам и возможностью консультации у ведущего преподавателя
общим объемом 84 часов СРС.
4.4 Рекомендации по работе с литературой
Для изучения теоретического материала, в соответствие с
программой дисциплины, рекомендуются следующие учебники,
учебные и справочные пособия: темы 1…4 – [1, 2] – широко
рассмотрены вопросы о моделях, алгоритмах, алгоритмических
процессов, структурном и функциональном моделировании.
При подготовке к практическим работам, рекомендуется
дополнительная литература, в которой представлено практическое
руководство по моделированию и проектированию радиоэлектронных
устройств и получении практических навыков по работе программ
САПР [3-5].
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1 Основная литература
1. Представление знаний в информационных системах: учебник для
студентов вузов / Б. Я. Советов, В. В. Цехановский, В. Д. Чертовской. М.: Академия, 2011. - 144 с.
2.. Имитационное моделирование: учебное пособие для студ. вузов /
Ю. Н. Павловский, Н. В. Белотелов, Ю. И. Бродский. - М.: Академия,
2008. - 236 с.: ил.
3. Литвинов В.А. Введение в теорию адаптивных антенн, Наука.
2011г.
4. Зелкин Е. Г., Кравченко В. Ф. Синтез антенн на основе
атомарных функций. М. Радиотехника, 2008.
5.2 Дополнительная литература
5. Моделирование систем. Практикум: учебное пособие для
бакалавров / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев; С.-Петерб. гос. электротехн.
ун-т. - 4-е изд.,перераб. и доп. - М. : Юрайт, 2012. - 295 с.: ил.
6. Моделирование систем. Практикум по компьютерному
моделированию / Ю.Б.Колесов, Ю.Б. Сениченков. - БЧВ С-Петербург,
2007. – 352с.
7. Техническая диагностика. Моделирование в диагностировании и
прогнозировании состояния технических объектов / П. В. Глущенко. - 2е изд. - М.: Вузовская книга, 2008. - 248 с.: ил.
8. F. Adachi, K. Takeda, T. Obara, T. Yamamoto and H. Matsuda,
“Recent advances in single-carrier frequency-domain equalization and
distributed antenna network,” IEEE ICICS 2009, pp.1-5, March 2009.
9. W. Peng and F. Adachi, “Frequency Domain Adaptive Antenna Array
Algorithm for Single-carrier Uplink Transmission,” IEEE PIMRC 2009, pp.
1-5, Sept. 2008.
10. W. Peng and F. Adachi, “Multi-user hybrid FRF algorithm for
downlink cellular MIMO systems,” IEEE PIMRC, pp.968 - 972, Sept. 2008.
11. В. Б. Манелис, И. В. Каюков Адаптация защитного интервала
OFDM сигнала к изменяющимся канальным условиям// Международная
научно-техническая конференция «Радиолокация. Навигация. Связь.»,
2009г.
5.3 Полнотекстовые базы данных
1. Полнотекстовые базы данных, библиотека ВГУЭС URL:
http://lib.vvsu.ru
5.4 Интернет-ресурсы
1. Библиотека стандартов ГОСТ [сайт] URL: http://www.gost.ru
2. Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ [сайт]
URL: http://www.fips.ru.
3.
6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
а) программное обеспечение: Microsoft Office, Delphi-10, MathCAD,
MathLab, LabView.
б) техническое и лабораторное обеспечение: рабочие станции на базе
архитектуры x86 и x64, проекционное оборудование.
7. СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ
Алгоpитм — понятное и точное пpедписание (указание) исполнителю
совеpшить опpеделённую последовательность действий для достижения
поставленной цели за конечное число шагов.
Адаптивная антенна (от лат. adapto - приспособляю, прилаживаю) разновидность антенны с обработкой сигналов, предназначенная для
максимизации отношения сигнал/шум. Максимизация осуществляется
автоматич. регулировкой весовых коэфф., с к-рыми суммируются
сигналы, поступающие от отдельных приёмных каналов. Чаще всего А.
а. является антенная решётка.
Адаптивная антенная решётка (ААР) — тип антенны, в которой
динамическое изменение параметров и характеристик антенн меняется
адаптивно к воздействиям внешних или внутренних факторов.
Амплитудное распределение - это зависимость коэффициента
передачи в конкретном излучающем элементе АР. Обычно для
формирования
узконаправленного
излучения
используется
равномерное, либо спадающее к краям апертуры амплитудное
распределение.
Валидация модели — процесс логического доказательства
соответствия модели объекту путём вывода из её соотношений наперёд
известных закономерностей, присущих объекту.
Верификация модели— процесс проверки соответствия результатов
моделирования эмпирическим данным об объекте, сопровождающийся
анализом и объяснением причин наблюдаемых расхождений.
Входная переменная — переменная, значение которой присваивается
перед началом вычислительного эксперимента и остаётся неизменным
вплоть до его завершения.
Выходная переменная — переменная, значение которой в момент
начала вычислительного эксперимента не определено, а по завершении
используется в целях интерпретации либо в качестве исходных данных
другой модели.
Вычислительный эксперимент — этап решения практической задачи
с помощью имитационной модели, состоящий в её решении
(процедурном выполнении) при заданных значениях переменных,
имитирующих заданные условия функционирования моделируемого
объекта.
Динамическое программирование — раздел математического
программирования, изучающий методы поиска оптимального пути на
сетях.
Имитационная модель — математическая модель, не содержащая
соотношений, выражающих цель её эксплуатации и ориентированная на
постановку компьютерных экспериментов, цель которых, как правило,
не вполне известна разработчику.
Интерфейс модели — совокупность тех входных и выходных
переменных модели, через которые она взаимодействует с другими
моделями в процессе её эксплуатации.
Коллекция моделей — множество моделей, соответствующих одному
и тому же объекту и имеющих один и тот же интерфейс, но
различающихся степенью детальности, требуемыми затратами
вычислительных ресурсов, границами выполнения основного
предположения имитационного моделирования, потребностью в
информации для параметрической идентификации и т.д. В зависимости
от цели компьютерного эксперимента перед его началом выбирают
подходящие экземпляры из коллекций моделей, используемых в данном
эксперименте.
Математическая модель — это образ исследуемого объекта,
создаваемый в уме субъекта-исследователя с помощью определенных
формальных (математических) систем с целью изучения (оценки)
определенных свойств данного объекта.
Моделирование — есть метод (или процесс) изучения свойств
объектов-оригиналов посредством исследования соответствующих
свойств их моделей.
Модель — объект, исследуемый вместо оригинала для изучения
определенных свойств.
Параметрическая идентификация — процесс определения значений
параметров математической модели, наилучшим (в том или ином
смысле) образом согласующихся с имеющимися эмпирическими
данными.
Переменная состояния — переменная имитационной модели, значение
которой в начале компьютерного эксперимента не определено и которая
не используется по его завершении.
Поток данных — понятие, содержание которого определяется ролью
конкретных переменных модели (входные, выходные либо переменные
состояния) в конкретном компьютерном эксперименте.
Символьная переменная — переменная, значение которой является
последовательностью символов, не интерпретируемых как число.
Системы автоматизированного проектирования (САПР) —
системы, предназначенные для выполнения проектных работ с
применением компьютерной техники.
Субмодель — понятие, применяемое к модели, используемой в
качестве составляющего элемента более сложной модели.
Структурное программирование — метод разработки программ, в
частности, требующий разбиения программы на небольшие
независимые части (модули).
Теоретическая модель — математическая модель, представляющая
моделируемый объект в общем виде, без конкретизации числовых
значений переменных. Используется для теоретического исследования
свойств моделирования объекта путём доказательства утверждений о
свойствах объекта, вытекающих из соотношений модели и
постулируемых требований к ним.
Управляемая
переменная
—
переменная
управляемой
подсистемы кибернетической системы, находящаяся в зависимости от
некоторых переменных управляющей подсистемы, реализующей
заданную цель управления.
Факторная модель — математическая модель, ставящая исследуемую
переменную или множество переменных в зависимость от переменных,
отражающих, как предполагается, факторы исследуемого явления.
Фазовое распределение - зависимость разности фаз между соседними
излучателями. В общем случае определяет временную задержку сигнала
падающей волны, связанную с разностью хода волн между соседними
излучателями.
Формальная система (символьная система, знаковая система) —
система, определяемая алфавитом, синтаксисом (правилами построения
формул из символов алфавита), аксиоматикой (множеством формул,
считающихся теоремами a priori) и правилами вывода новых теорем.
Формально-логическая
модель
—
математическая
модель,
описывающая связи между символьными переменными с помощью
изобразительных средств исчисления предикатов.
Числовая модель — математическая модель, всем параметрам и
переменным которой присвоены числовые значения. Используется для
исследования
количественных
связей
между
явлениями,
отображаемыми моделью.
Числовая переменная — переменная, принимающая значения из
множества действительных чисел или некоторого его подмножества.
Эмпирическая модель — числовая модель, при разработке которой
использованы данные, собранные в результате наблюдения
исследуемого объекта (в экономике – данные бухгалтерского учёта,
статистической отчётности, выборочных или сплошных обследований).