Математические пакеты в электронике

Цель курса-сформировать у обучающихся представления о методах моделирования электронных приборов. Сформировать навыки работы в универсальной математической среде моделирования MathCad. Дать представление о методах моделирования мощных клистронов и сформировать навыки работы в среде моделирования KlypWin.

В курсе используются сочетания онлайн лекций с практическими занятиями в средах моделирования, в том числе в уникальной среде моделирования мощных клистронов KlypWin.

Курс является двуязычным. Материал подается в основном на английском языке с русскими субтитрами.

В состав курса входят видеолекции, практические занятия, материалы для самостоятельной подготовки, тесты.

• Курс рассчитан на 12 недель.
• Учебная нагрузка обучающихся по курсу – 3 часа в неделю.
• Общая трудоемкость курса :2 зачетные единицы.

1. Байков А.Ю., Грушина О.В. Математическая модель трансформации электронного пучка в узкой трубе и ее применение для проектирования мощных клистронов. М.: МФЮА, 2013. 101 с. (6 п.л.). ISBN: 978-5-94811-172-8,  тираж:  печать по требованию (POD)
2. A. Yu. Baikov, O. A. Grushina, and M. N. Strikhanov.  Simulation of Conditions for the Maximal Efficiency of Decimeter Wave Klystrons. // ISSN 1063_7842, Technical Physics, 2014, Vol. 59, No. 3, pp. 420–426
3. Baikov, A.Yu.; Marrelli, C.; Syratchev, I., "Toward High-Power Klystrons With RF Power Conversion Efficiency on the Order of 90%," in Electron Devices, IEEE Transactions on , vol.62, no.10, pp.3406-3412, Oct. 2015  doi: 10.1109/TED.2015.2464096
4. Baikov A.Yu., Baikova O.A. Simulation of High-Efficiency Klystrons with the COM and CSM bunching //Proceeding of 20th IEEE International Vacuum Electronics Conference, IVEC-2019, pp…, . Busun, South Korea, April 2019.
5. Байков, А.Ю. Методы достижения предельных значений КПД в мощных вакуумных резонансных СВЧ приборах О типа : монография / А.Ю. Байков ; Московский финансово-юридический университет МФЮА. – М. : МФЮА, 2019. – 404 с. – Текст : непосредственный. ISBN 978-5-94811-316-6.
6. Baikov, A.Yu. New high-efficiency resonant O-type devices as the promising sources of microwave power / A.Yu. Baikov, O.A. Baikova // Energies 2020, 13(10), 2514; https://doi.org/10.3390/en13102514
7. Baikov A.Yu., Baikova O.A. Methods for optimizing the high efficient broadband klystrons // Proceeding of  International Conference «Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications, SYNCHROINFO 2020» (IEEE Conference Record # #49631), Svetlogorsk, July 2020
8. http://1580.ru/seminars/mathcad/MathCAD.pdf
9. https://www.youtube.com/playlist?list=PLRwckFEsix13mZ0sQbYAKTLQzPyJDWz_z
10. http://www.polybook.ru/tsuefa/moocs.html
11. Д. Кирьянов.  Mathcad 14. СПб.: БХВ-Петербург, 2007. — 685

• Среда моделирования MathCad 14 (платная лицензия)
• Среда моделирования KlypWin 2.3

Модуль 1. Понятие математического моделирования.

Модуль 2. Моделирование некоторых физических процессов.

Модуль 3. Среды компьютерного моделирования и симуляции.

Модуль 4. Основная информация о среде моделирования MathCad.

Модуль 5. Решение стандартных задач в MathCad.

Модуль 6. Дополнительные возможности среды Mathcad.

Модуль 7. Методы моделирования мощных вакуумных устройств.

Модуль 8. Дискретно-аналитическая модель мощных клистронов.

Модуль 9. Методы оптимизации мощных клистронов.

Модуль 10. Входной интерфейс среды KlypWin.

Модуль 11. Выходной интерфейс среды KlypWin.

Модуль 12. Оптимальные режимы мощных клистронов.

В результате обучения по курсу слушатель будет 

Знать:

• Общие принципы моделирования электронных приборов.
• Основные физические законы, уметь их применять для решения различных задач.
• Основные законы электромагнетизма.

Уметь:

• Решать СЛАУ.
• Применять методы для решения задач.
• Решать задачи из всех основных разделов общей физики.
• Решать задачи, относящиеся к электростатике, магнитостатике, электродинамике.

Владеть:

• Навыками работы в среде моделирования MathCad.
• Навыками работы в среде моделирования KlypWin.
• Навыками построения физических моделей.

В результате обучения должны быть сформированы следующие компетенции.

• Знание и понимание общих принципов моделирования электронных приборов.
• Навыки работы в среде моделирования MathCad.
• Навыки работы в среде моделирования KlypWin.

• Знание и понимание общих принципов моделирования электронных приборов.
• Знания основных физический законов, умение их применять для решения различных задач.
• Знание основных законов электромагнетизма.

• Умение решать СЛАУ.
• Умение применять методы для решения задач.
• Умение решать задачи из всех основных разделов общей физики.
• Умение решать задачи, относящиеся к электростатике, магнитостатике, электродинамике.

• Навыки работы в среде моделирования MathCad.
• Навыки работы в среде моделирования KlypWin.
• Навыки построения физических моделей.