МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»
«Утверждаю»
Заведующий кафедрой РТП
_ А.И. Баскаков
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В МАГИСТРАТУРУ
Направление подготовки:11.04.01 Радиотехника Магистерская программа:
Радиолокационные и телевизионные системы Москва, 2014 год Программа вступительных экзаменов в магистратуру Радиолокация 1. Теоретическая часть:
1. Принципы построения радиолокационных систем и комплексов Задачи решаемые радиолокацией.
Тактико-технические характеристики радиолокационных систем. Виды радиолокационной информации и способы их получения. Радиолокационные цели: сосредоточенные, распределенные и объемно-распределенные и поверхностно-распределенные. Энергетические соотношения в радиолокации. Однопозиционные, бистатические и многопозиционные системы.
Типовая блок-схема РЛС и состав аппаратуры РЛС. Характеристики сигналов РЛС.
Статистический подход к синтезу оптимальных алгоритмов обнаружения, измерения координат, параметров движения и распознавания объектов. Расчеты характеристик обнаружения и потенциальной точности определения координат параметров движения.
2. Методы измерения дальности и скорости.
Методы и алгоритмы измерения дальности. Потенциальная и реальная точность измерения дальности, выбор оптимальной формы зондирующего сигнала. Импульсный, частотный и фазовый радиодальномеры. Пределы однозначного отсчета, точность и разрешающая способность радиодальномера. Выбор оптимальной формы зондирующего сигнала в задачах измерения дальности. Особенности работы радиодальномеров в бортовых и стационарных наземных комплексах. Автосопровождение по дальности. Методы измерения радиальной и тангенциальной скорости. Потенциальная и реальная точность измерения скорости, пределы однозначного отсчета скорости, разрешающая способность. Выбор оптимальной формы зондирующего сигнала в задачах измерения скорости. Радиоизмерители скорости активных и пассивных объектов. Автосопровождение целей по скорости.
3. Методы обзора пространства и измерения угловых координат Основные характеристики обзорных систем. Методы и алгоритмы измерения угловых координат. Одномерный последовательный обзор пространства и определение угловых координат по центру пачки. Потенциальная и реальная точность измерения угловых координат.
Амплитудные, фазовые и корреляционно-фазовые радиопеленгаторы. Моноимпульсные радиопеленгаторы. Радиоинтерферометры. Автосопровождение целей по угловым координатам.
Пределы однозначного отсчета, точность и разрешающая способность радиоизмерителей угловых координат различного типа. Картографирование поверхности с высокой разрешающей способностью с борта летательных и космических аппаратов методом синтезирования апертуры антенны и обнаружение малоразмерных объектов на фоне земной поверхности.
Радиолокационные комплексы обзора пространства и определения угловых координат.
4. Методы и точность определения местоположения объектов.
Определение координат объектов на плоскости и пространстве. Позиционные методы определения местоположения. Линии и поверхности положения. Характеристики точности определения местоположения на плоскости и в пространстве. Погрешности измерения положения. Плотность распределения вероятностей ошибок измерения. Геометрический фактор.
Рабочие зоны позиционных радионавигационных систем. Определение координат объектов на плоскости и пространстве. Позиционные методы определения местоположения. Линии и поверхности положения. Характеристики точности определения местоположения на плоскости и в пространстве. Погрешности измерения положения. Плотность распределения вероятностей ошибок измерения. Геометрический фактор. Рабочие зоны позиционных радионавигационных систем. Автономные системы радионавигации: Автономные системы радионавигации:
радиовысотомеры, доплеровские измерители скорости и угла сноса (ДИСС), корреляционноэкстремальные системы навигации на базе РСА (радиолокаторы с синтезированной апертурой антенны). Точность определения местоположения с помощью автономных систем.
5. Принципы построения и основные характеристики радионавигационных систем Принципы построения радионавигационных систем различного назначения. Тактикотехнические характеристики радионавигационных систем. Выбор диапазона радиоволн для различных систем радионавигации. Энергетические соотношения в радионавигационных системах. Влияние атмосферы на точность измерений и облик радионавигационной системы.
Построение, пределы однозначного отсчета, точность и методы устранения неоднозначности определения местоположения в системах дальней навигации, ближней навигации и посадки летательных аппаратов. Особенности радиосигналов, используемых в радионавигационных системах различного назначения. Синхронизация шкал времени опорных передающих станций и шкал аппаратуры потребителя. Спутниковые радионавигационные системы, особенности их построения. Методы определения местоположения потребителя по сигналам спутников.
Основные составляющие погрешности определения местоположения при использовании сигналов спутников. Дифференциальные режимы спутниковых радионавигационных систем.
6. Борьба с активными и пассивными помехами. Перспективы развития теории и техники радиолокационных и радионавигационных систем.
Методы борьбы с активными и пассивными помехами. Расчет характеристик радиолокационных систем с системами селекции движущихся целей (СДЦ). История развития радиолокационных и радионавигационных систем. Перспективы развития и совершенствования теории и техники радиолокационных и радионавигационных систем различного назначения.
Улучшение распознавания объектов, методов радиовидения с использованием сверхширокополосных сигналов, антенн с синтезированной апертурой, новых диапазонов радиоволн и многодиапазонных активных фазированных антенных решеток. Трехмерное картографирование поверхности с использованием космических бортовых радиоинтерферометров РСА. Радиолокационные системы подповерхностного зондирования (георадары).
Совершенствование радионавигационных систем спутниковых систем для глобального решения всех задач навигации вплоть до обеспечения посадки летательных аппаратов с использованием сигналов спутников. Развитие радионавигации по рельефу местности и другим радиофизическим полям Земли.
2. Практические занятия:
№ 1. Исследование основных энергетических соотношений в радиолокации и радионавигации.
№ 2. Проблема однозначности измерения координат, точности и разрешающей способности по дальности и скорости.
№3. Выбор оптимальной формы зондирующих сигналов в оптимальных измерителях дальности и скорости.
№ 4. Методы и алгоритмы измерения угловых координат объектов. Особенности реализации моноимпульсных, фазовых, корреляционно-фазовых пеленгаторов.
№5. Картографирование поверхности с высокой разрешающей способностью с борта летательных и космических аппаратов методом синтезирования апертуры антенны и обнаружение малоразмерных объектов на фоне земной поверхности.
№6. Позиционные методы определения местоположения, характеристики точности определения местоположения. Геометрический фактор.
№7. Особенности радиосигналов, используемых в радионавигационных системах различного назначения. Спутниковые радионавигационные системы, особенности их построения.
№8. Расчет характеристик радиолокационных систем с системами селекции движущихся целей (СДЦ). История развития радиолокационных и радионавигационных систем. Перспективы развития и совершенствования теории и техники радиолокационных и радионавигационных систем различного назначения.
3. Литература:
а) основная литература:
1. Баскаков А.И., Жутяева Т.С., Лукашенко Ю.И., Терехов В.А. Радиолокационные и радионавигационные измерительные системы. Учебное методическое пособие МЭИ, 2008.
2. Баскаков А.И., Лукашенко Ю.И., Щернакова Л.А. Зондирующие радиолокационные сигналы.
Уч. пособие МЭИ, 1991 (в настоящее время переиздается типографией МЭИ).
3. Баскаков А.И., Жутяева Т.С.. Измерение угловых координат в обзорной РЛС. Уч. пособие МЭИ, 2004.
4. Жутяева Т.С., Зайцев М.Ф.. Проектирование цифровых устройств обработки сигналов в обзорных РЛС. Уч. пособие МЭИ, 1998.
5. Бакулев П.А.. Радиолокационные системы. М.: Радиотехника, 2004.
6. Радиотехнические системы. Учебник / Под ред. Ю.М. Казаринова, М. : Академия. 2008, 589 с.
6. Баскаков А.И., Жутяева Т.С. Системы защиты от пассивных помех. Учебное методическое пособие МЭИ. Сборник лабораторных работ. Издательский дом МЭИ, 2007.
7. Задачник по курсу «Радиолокационные системы». Учебное пособие для вузов./П.А. Бакулев, А.А. Сосновский, Г.А. Волкова и др.; под ред. П.А. Бакулева и А.А. Сосновского.- М.:
Радиотехника, 2007. 207с.
8. Баскаков А.И., Жутяева Т.С., Лукашенко Ю.И. Локационные методы исследования объектов и сред. Учебник./Под ред. профессора А.И. Баскакова. – М.: Академия. 2011. – 440 с.
б) дополнительная литература:
1. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2003. – 608 с.
2. Задачник по расчету радиолокационных и радионавигационных устройств. Учеб. пособие.
Под ред. Г.А. Волковой М.: МАИ, 1994 78с.
1. Теоретическая часть:
телевидения. История цифрового телевидения. Аналоговые и цифровые телевизионные системы. Что такое цифровое телевидение? Этапы перехода к цифровому телевещанию Основные параметры системы телевизионного вещания России. Цифровое и спутниковое ТВ.
Кабельное ТВ. Тенденции развития телевидения. Интерактивное телевидение ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИЗИОННОЕ ВЕЩАНИЕ. Основные принципы передачи и воспроизведения ТВ изображений. Состав, назначение и особенности полного телевизионного сигнала. Формирование телевизионного сигнала и его передача в канал связи.
Системы цветного телевидения. Получение цветного изображения Цветосовместимые системы в телевидении.
ДИСКРЕТИЗАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ВО ВРЕМЕНИ. Цифровое представление сигналов.
Дискретизация сигнала во времени. Теорема Котельникова. Дискретизация и интерполяция одномерных сигналов.
Плоское – двумерное изображение. Восстановление изображений. Дискретизация телевизионного изображения и сигнала. Особенности шумов дискретизации. Спектры шумов дискретизации.
КВАНТОВАНИЕ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Квантование сигналов изображения. Корреляция ошибок квантования Равномерное квантование. Параметры квантования, шумы Неравномерное квантование. Гамма коррекция Обработка квантованных величинКОДИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА
Кодирование сигнала. Прямые коды. Криптографические коды.Цифровое кодирование сигналов изображения. Кодирование с предсказанием.
Адаптивные ИКМ и ДИКМ. Дельта-модуляция (ДМ). Кодирование с преобразованием..
Цифровое кодирование телевизионного сигнала Групповое кодирование с преобразованием. Адаптивное групповое кодирование
ЭФФЕКТИВНОЕ И ЭНТРОПИЙНОЕ КОДИРОВАНИЕ
Энтропийное кодирование Алгоритм сжатия Хаффмана.Дискретное преобразование Фурье и дискретное косинусное преобразование.
Преобразование цветового пространства Дискретное вейвлет- преобразование
СТАНДАРТЫ СЖАТИЯ
Статистическая избыточность дискритизированных данных. Методы сжатия изображения Стандарты MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7. Алгоритмы обработки видеоданных.Перспективы применения.
Motion JPEG (M-JPEG) – алгоритм сжатия JPEG для видеоинформации.
Алгоритм сжатия H-263.
ЦИФРОВЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Требования к цифровым телевизионным системам.Рекомендации ITU-R ВТ 601.1. Дискрктизация (ITU-R 601). Квантование (ITU-R 601).Форматы преобразования. Формирователи цифровых телевизионных сигналов.Типичные схемы цифровой ТВ станции. Канал передачи данных Требования к полосе пропускания. Качество изображения. Общая характеристика систем цифрового вешания
ПОДГОТОВКА КОНТЕНТА
Кодирование программ. Кодирование видеоинформации Подготовка видеоданных. Удаление временной и пространственной избыточности, ДКП.Устройство кодирования звука Нелинейная и линейная фильтрация цифровых изображений.
ПЕРЕХОД К ТЕЛЕВИДЕНИЮ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ
Цифровое телевизионное вещание. Принципы ТВ вещания, параметры Переходные системы ТВ вещания. Системы ТВЧ MUSE и HD-MAC. Стандарты DVB, DVB 2.Телевизионные системы повышенной четкости.(ТВЧ ) Модуляция в системах цифрового телевидения.Синхронизация.
Видеомикшеры. Традиционный и цифровой видео монтаж. Цифровое редактирование.
Мультимедийное телевизионное вещание. IР - телевидение Цифровое ТВ-вещание в России.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРИЕМНИКИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
Приемники ТВ сигнала. Приборы с зарядовой связью. Матричные ПЗС с кадровым и строчным переносом Многосигнальные матричные ПЗС.Чувствительность и разрешающая способность матричных преобразователей. Пространственное разрешение ПЗС. КМОП-преобразователь изображения. Скоростная КМОП-матрица.
Динамические характеристики преобразователей изображений
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ
Цифро –аналоговый преобразователь (ЦАП). Классификация ЦАП, интерфейсы.Параметры и применение ЦАП. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) Классификация АЦП по методам преобразования. Сигма-дельта АЦП.
Преобразователи напряжение-частота. Параметры АЦП.
ПРИНЦИАЫ ОРГАНИЗАЦИИ, ПРОГРАММИРОВАНИЯ И КОНФИГУРИРОВАНИЯ
Программируемые логические интегральные схемы.Однородные вычислительные структуры Реализация алгоритмов ЦОС на базе ПЛИС. Структурная схема, построение, программирование, конфигурирование и синхронизация ПЛИС.
Архитектура и быстродействие. Современное состояние ПЛИС Тестирование устройств.
ПЛИС И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Использование ПЛИС в Специальных ТВ Средства построения высококачественных систем синхронизации.Выбор ПЛИС и реализация цифровых устройств.
Особенности ПЛИС фирмы Altera и Xilinx. Программное обеспечение – САПР.
Макетирующая плата Cyclone II FPGA Starter Board Development Kit.
Задачи, решаемые специализированными ТВ системами.
Специализированные ТВ системы в задачах позиционирования
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ДИСТАНЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ
Использование ПЛИС в специализированных ТВ системах при решении задачи идентификации и распознавании образов.Методы лазерной дистанционной диагностики КР и ЛИФ.
Построение лидаров. Области использования лидаров..
Принципы построения системы распознавания образов.
Построение специализированной цифровой ТВ системы для решения задач экологии и безопасности.
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРОВ ТЕЛЕВИДЕНИИ.
Основные типы микропроцессоров, особенности архитектуры, программирование.Микропроцессорные комплекты.
СОВРЕМЕННАЫЙ ПОДХОД К РЕАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛНЫХ
Аппаратурная реализация специализированных цифровых ТВ систем Многофункциональные модульные приборы фирмы National Instruments.Архитектура стандарт PXI и среда графического программирования NI LabVIEW.
Преимущества PXI Построение измерительного комплекса для изучения канала связи
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕЛЕВАДЕНИЯ
Телевизоры пятого поколения с микропроцессорным управлением Особенности построения системы «кадр в кадре».Консервация сигналов изображения Оптическая видеозапись 2. Практические занятия 1. Знакомство с методами и средствами исследования телевизионных параметров. Изучение универсального комплекса исследования параметров аналогового телевизионного сигнала «Тестер-Э». Исследование параметров реального телевизионного изображения (ч/б изображения, систем PAL SECAM );2. Исследование параметров сигналов цифрового телевизионного сигнала с помощью комплекса «Тестер-Э». Изучение приемо-передающей станции спутниковой связи класса VSAT - Linkstar. Изучение стандартов DVB-S, и DVB-S2.
3. Качественная оценка видеоизображений с использованием телевизионных испытательных таблиц (ТИТ). Изучение типов ТИТ.
4. Изучение методов исследования погрешностей и шумов аналого –цифрового преобразования. Изучение погрешностей и шумов дискретизации, анализ шумов квантования.
5. Изучение принципов и методов нелинейного квантования. Неравномерный квантователь как совокупность компрессора, равномерного квантователя и экспандера. Гамма коррекция.
6. Знакомство с цифровыми фильтрами (пространственные фильтры нижних ФНЧ и верхних частот ФВЧ, медианный, Лапласа, Собела.
7. Изучение избыточности телевизионного сигнала. Анализ шумов кодирования и сжатия видеоизображения.
8. Изучение аудиокодеков. Знакомство со стандартами, принципами и методами аудиокодирования.
9. Знакомство с принципами организации аппаратно- студийного комплекса (АСК). Изучение студийного оборудования на базе камкордера JVC GY-HM790E..
10-11. Изучение принципов и методов видеомонтажа на базе камкордера JVC GY-HM790E.
12-13. Изучение принципов формирования контента. Изучение типов модуляции амплитудная модуляция (АМ) квадратурно -фазовая (QPSK), квадратурно- амплитудная модуляция - (16-, 64-, 256-QAM).
14-15. Изучение канала передачи телевизионного сигнала с помощью радиочастотного комплекса на платформе PXI.
16-17. Изучение блочной аррхитектуры построения измерительной аппаратуры стандарта PXI и среды графического программирования NI LabVIEW.
1. Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения.-М.:Горячая линия –Телеком,2001.- 224с.
2. Мамчев Г.В. Основы цифрового телевидения/ Сиб. гос. Ун-т телекоммуникаций и информатики. – Новосибирск, 2003. – 248 c.
3. Губанов Д.А., Стешенко В.Б., Храпов В.Ю., Шипулин С.Н. Перспективы реализации алгоритмов цифровой фильтрации на основе ПЛИС фирмы ALTERA. // Chip News, № 9-10, 1997, с. 26 - 33.
4. D.Gubanov, V.Steshenko Metho-dology Of Digital Filters Design For Programmable Logic Devices Implemen-tation // Proceedings DSPA'98, 30.06-3.07.1998, Moscow, ICSTI, Vol. 4-Е 5. Щербаков М.А., Стешенко В.Б., Губанов Д.А. Цифровая полиноминальная фильтрация:
алгоритмы и реализация на ПЛИС // Инженерная микроэлектроника, №1 (3), март 1999, с.12-17.
6. Карякин В.Л Цифровое телевидение/ М.Солон Пресс,2008,221с.
7. Смирнов А.В., Пескин А.Е. Цифровое телевидение. От теории к практике. / М. :Горячая линия,2005,, 271 с.
8.Видеоинформатика. уч. пособие // М.ТУСИ, 2007,36 с.
9.Бабич И.П., Жучков И.Л. Основы цифровой схемотехники/ М.Изд.дом Додека ХХ1, 2007, 10.Телевидение под ред Гоголя А.А. Лабораторный практикум/ С.Пб.Линк, 2009, 189 с.
11.Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений под ред. Зубарева, М,1997 г. 212 с.
12..Красильников Н.Н. Цифровая обработка изображений/ М. Вузовская книга,2001, 319 с.
13. Мамаев Н.С. Мамаев Ю.Н. Системы цифрового телевидения и радиовещанияе. / М. :Горячая линия, 2007,, 253 с.
14. Быков Р.Е. Основы телевидения и видеотехники. Уч. пособ. М. : Горячая линия – Телеком, 2008. – 399 м. МЭИ.
15. Russia e-readiness assessment: analytical report / Ed. by Sergey Shaposhnik — Moscow: Institute of the Information Society, 2004.
16. Матюшин О.Т., Архитектура и функционирование ПЛИС. 2003 г.
17. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. T.I. -M.: Мир.-1982, 478 с.
18. Бибило П.Н., Авдеев Н.А. VHDL Эффективное использование при 12 проектировании цифровых систем// М.Солон Пресс- 2008. 344 с.
19. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов М, С.Пб. 2007, 751 с.
20. A Bryuhoveckij, J. Bugaev, A. Suetenko Lidar complex for remote parameter measurement of soiling an organic origin and their identifications. (SHERNA-LIDAR) Proc. SPIE, Vol. 6594, 65940I (2007); DOI:10.1117/12.725599.
21. Nauional Instruments, Каталог, 22. Колин К.Т., Аксентов Ю.В. Колпенская Е.Ю., Основы телевидения, М., Связь, 1982, 464 с.
23. Москатов Е.А. Основы телевидения, Таганрог, Уч. пособ., 2005, 26 с 24.Кривошеев М.И. Цифровое телевидение,- Уч. пособ., М., ВЗЭИС,1989, 93 с.
25. Колин К.Т., Аксентов Ю.В. Колпенская Е.Ю., Основы телевидения, М., Связь, 1982, 464 с.
26. Москатов Е.А. Основы телевидения, Таганрог, Уч. пособ., 2005, 26 с 27.Кривошеев М.И. Цифровое телевидение,- Уч. пособ., М., ВЗЭИС,1989, 93 с.
«