8D06201 Радиотехника, электроника и телекоммуникации в КазНУ им. аль-Фараби

Изучение дисциплины нацелено на ознакомление с принципами и средствами связи, основанные на использовании электрической энергии в качестве переносчиков сообщений, дача основных сведений о современном состоянии и перспективах развития современной теории информации и энтропии: линиях связи, системах передачи и системах коммутации. Во время обучения рассматриваются следующие вопросы: количественная оценка информации. Взаимная информация. Условная энтропия. Сообщения избыточности. Связь между энтропией и информацией. Эффективное кодирование. Интерференция информационного канала кодирования. Технические средства для кодирования и декодирования групповых кодов. Квантовая информация. Общие требования к квантовым компьютерам. Энтропия фон Неймана. Расчет энтропий фон Неймана и Шеннона для двухуровневой системы. Квантовая относительная энтропия. Разница между классической и квантовой информацией. Теорема о клонировании квантовых состояний. Его связь с достижимой информацией. Квантовые информационные ящики дуплекс-кубиты. Квантовая криптография. Тяжелое кодирование. Копирование и передача квантовых состояний.

Целью настоящего курса является изучение физических основ электрических и оптических процессов в полупроводниковых наноструктурах, а также принципов работы наноэлектронных приборов на основе этих процессов. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Современные проблемы и перспективы развития физики наноструктур. Полупроводниковые квантово-размерные структуры. Квантово-размерные эффекты в наноструктурах. Исследование наноструктур методами зондовой микроскопии. Распределение носителей заряда и примесей в наноструктурах. Методы описания поглощения фотонов полупроводниковыми пленками. Флуктуационно-диссипационное соотношение. Фотолюминесценция. Экситоны и мультиэкситоны. Особенности экситонные спектров. Оптические свойства фуллеренов и нанотрубок. Квантовые приборы наноэлектроники. Лазерные наноструктуры. Фотоприемники на квантовых точках.

Целью данной дисциплины является теоретическое и экспериментальное исследование электродинамических и радиотехнических характеристик антенн, сопоставление эффективностей применения в телекоммуникации. Во время обучения рассматриваются следующие вопросы: Диаграмма направленности и резонансная частота антенн, Коэффициент напрвленности действия, Моделирование фрактальных антенн в среде HFSS, Измерение и сравенение S11 параметра, коэффициент стоячей волны и диаграммы направленности различных антенн, Многодиапазонные антенные, пассивные и активные приемо-передающие устройства, РЛС с АФАР нового поколения, Антенная решётка со сверхдлинными базами VLBA.

Сбор, обработка и анализ информации по следующим темам: радиоэлектронные средства информационно-измерительных систем, квантоворазмерные структуры и приборы на их основе, электрические и оптические характеристики наноструктурных полупроводниковых пленок, мемристоры на основе полупроводниковых наноструктур, электронные сенсорные технологии, новые методы количественной оценки уровня шума, интеллектуальные системы обработки больших данных, распознавание и классификация сигналов, изображении с помощью нейронных сетей, многоантенные технологии MIMO, методы генерирования и усиления микроволновых колебаний, многодиапазонные фрактальные антенны в радиотехнике. Общая структура написании научных статей и проектов, применение современных компьютерно-аналитических методов для измерения и расчета физических параметров коммуникационных приборов. Интерпретация современных научных исследовании и выявление нерешенных, актуальных задач для последующих этапов исследования.

Целью освоения дисциплины является освоение современных методов исследования теоретических и практических основ электронных устройств и систем передачи сигналов по каналам связи, а также цифровых методов обработки сигнала. Математические модели и методы, необходимые для глубокого анализа научных расчетов и оптимизации физических и аварийных явлений и процессов в цифровых системах; компьютерные технологии для анализа научных вычислений и оптимизации процессов в радиотехнических системах; основные концепции, модели и принципы построения радиотехнических и информационно-коммуникационных систем и сетей.

Изучение дисциплины даёт знание и понимание современной элементной базы для разработки и применения в коммуникационных технологиях, а также интерпретировать теоретические и экспериментальные методы исследования с целью создания новых перспективных средств связи.Во время обучения рассматриваются следующие вопросы: Текущее состояние развития телекоммуникаций и информационных технологий. Теоретические основы современного технического проектирования. Моделирование больших систем. Строительство и архитектура сети. Амплитудно-импульсная система системы связи. Перспективы увеличения скорости и пропускной способности сети. Цель САПР, эффективность. Надежность систем связи. Качество распределенных сигналов.

Цель дисциплины сформировать способность применения новых методов приёма-передачи, фильтрации и оценки отношения сигнал/шум. В ходе обучения рассматриваются следующие вопросы: статистический анализ шума. Сила шума за спектральными фильтрами. Обнаружение известного сигнала. Фурье-анализ шума. Различные типы шумов. Обнаружение сигналов с неизвестными параметрами. Методы улучшения отношения сигнал / шум (SNR) и информации - к коэффициенту энтропии (IER). Среднее время и низкочастотная фильтрация. Среднее усреднение по времени. Обнаружение несколькими наблюдениями. Коррекция смещения и дрейфа. Модуляция и фазочувствительное обнаружение. Обнаружение сигналов неизвестной фазы. Оптимизация шума при параметрировании. Аналого-цифровое преобразование и выборка. Уменьшение спектральной утечки путем окон. Синтез шума. Z-преобразование.

Изучение дисциплины даёт знание и понимание докторантами физических процессов и явлений, имеющих место при изготовлении и эксплуатации современных высокочувствительных сенсоров, а также строить простейшие физические и математические модели приборов, схем и устройств наносенсорики различного функционального назначения. При изучении дисциплины будут рассмотрены следующие аспекты: Современные тенденция миниатюризации элементов интегральных схем. Тенденции развития наноэлектроники. Электроны в квантовой яме. Теория квантового ограничения. Квантовые ямы сложной формы .Влияние однородного электрического поля на энергетический спектр. Структуры с двумерным электронным газом. Структуры с нульмерным электронным газом. Интерференционные эффекты в наноструктурах. Туннелирование электронов. Интерференционный транзистор. Атомный ключ. Методы изготовления квантовых нитей. Плотность состояний. Баллистическая проводимость квантовых нитей. Практическое применение квантовых нитей. Пористый кремний и физико-химические свойства кремниевых наноструктур. Систематизация сенсоров. Эффекты, на которых работают сенсоры. Наносенсоры. Измерение вольтамперных характеристик сенсорных структур на основе пористого кремния и кремниевых нанонитей. Частотные характеристики современных нелинейных сенсорных элементов.

моделировать сверхвысокочастотные и сверхшироколосные системы связи, разрабатывать современные беспроводные аппаратные системы и анализировать системы функционирования новых быстродействующих беспроводных сетей;

применять профессионально-практические умения и навыки в научно-педагогической деятельности, использовать современные информационные технологии для поиска, хранения, обработки и передачи необходимой новой научно-технической информации;

решать актуальные проблемы в области радиотехники, электроники и телекоммуникации, работать с ведущими организациями в данной области, искать совместные решения с применением новых современных технологий с применением искуственного интеллекта, IoT и сенсорных технологии.

сравнивать методы проведения научных и прикладных работ и вести общение в научной сфере, в том числе по проблемам исследования электрических и оптических свойств наноструктурированных полупроводников;

искать методы обеспечения защиты информации ограниченного доступа от утечки, изучать приемо-передающие устройства и оценивать уровни шума с помощью энтропийного анализа сигналов;

исследовать новые модели маршрутизаторов телекоммуникационных систем, информационно-энтропийные методы определения отношения «сигнал-шум»;

использовать современные программные пакеты для расчета и анализа физических характеристик антенных устройств, наноразмерных полупроводников, а также искать возможные прикладные особенности перспективных разработок;

анализировать результаты исследовательской работы и делать выводы по полученным результатам и применять результаты собственных исследований и научных работ других исследовательских групп для развития радиотехники, электроники и телекоммуникаций;

интерпретировать современные результаты исследования и достижения в области радиотехники, электроники и телекоммуникаций, проводить научно-исследовательские работы, посвященные изучению отдельных проблем радиотехники, электроники и телекоммуникаций;

применять наноструктурные полупроводники в создании новых электронных устройств и анализировать физические свойства и методы получения устройств, используемых в электронике и телекоммуникациях;

анализировать современные модели высокочувствительных сенсоров, на основе анализа полученных данных выявлять недостатки и преимущества определенных электрических и оптических свойств новых нанаоструктурных устройств и применять новые методы анализа и классификации;

применять на практике разработки в соответствии с новейшими стандартами беспроводной связи, строить математические модели процессов в телекоммуникационных сетях и системах, делать анализ и прогноз развития современных технологии в сфере радиотехники, электроники и телекоммуникации;