Προηγμένα Θέματα Ραδιοσυχνοτήτων για χρήση σε αυτόνομα εναέρια συστήματα
| Τίτλος | Προηγμένα Θέματα Ραδιοσυχνοτήτων για χρήση σε αυτόνομα εναέρια συστήματα / Advanced RF aspects of UAVs |
| Κωδικός | UAV015 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 2ος / Μεταπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή/Εαρινή |
| Υπεύθυνος/η | Χρήστος Αντωνόπουλος |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600024628 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΔΠΜΣ Εναέρια Αυτόνομα Συστήματα
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 4
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Επιλογής | 2 | 1 | 5 |
| Τίτλος | Προηγμένα Θέματα Ραδιοσυχνοτήτων για χρήση σε αυτόνομα εναέρια συστήματα |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2025 – 2026 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Διδάσκοντες άλλων Κατηγοριών | |
| Class ID | 600293505
|
Επικ-προκλήσεις
- Ευρωπαϊκές αξίες
Τύπος Προσφοράς
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος
Eιδίκευσης / Kατεύθυνσης
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
- Eξ απoστάσεως εκπαίδευση
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600293505
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Γνώσεις διάδοσης ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Βασικές γνώσεις κεραιών και μικροκυμάτων.
Βασικές γνώσεις γραμμικής άλγεβρας.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Οι φοιτητές θα αποκτήσουν ένα ολοκληρωμένο σύνολο δεξιοτήτων στη ραδιοεπικοινωνία των αυτόνομων εναέριων συστημάτων, καλύπτοντας βασικές αρχές των ραδιοσυχνοτήτων, κανονισμούς και διαχείριση συχνοτήτων. Θα αναπτύξουν επάρκεια στον σχεδιασμό κεραιών, τεχνολογίες ραντάρ και στελθ, καθώς και σε προηγμένες τεχνικές, όπως η μορφοποίηση δέσμης ακτινοβολίας και η εκτίμηση των κατευθύνσεων άφιξης ραδιοσημάτων. Η διερεύνηση καινοτόμων τεχνολογιών, όπως οι μεταεπιφάνειες και τα νευρωνικά δίκτυα, θα προετοιμάσει τους φοιτητές να αντιμετωπίσουν προκλήσεις του πραγματικού κόσμου, εξασφαλίζοντας εξειδίκευση στις πολυπλοκότητες των συστημάτων ασύρματης επικοινωνίας των αυτόνομων εναέριων συστημάτων.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Το μάθημα παρέχει μια βαθιά κατανόηση των ασύρματων επικοινωνιών στα αυτόνομα εναέρια συστήματα. Εξερευνώνται θεμελιώδεις έννοιες όπως η διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, η κατανομή συχνοτήτων και οι διεθνείς κανονισμοί που διέπουν τις επικοινωνίες των αυτόνομων εναέριων συστημάτων. Εξετάζονται οι αρχές σχεδίασης κεραιών, περιλαμβάνοντας δομές βασισμένες σε μεταεπιφάνειες και κεραίες μικρών διαστάσεων για την αντιμετώπιση προκλήσεων που σχετίζονται με το μέγεθος, το βάρος και τις απαιτήσεις ισχύος των αυτόνομων εναέριων συστημάτων. Η τεχνολογία ραντάρ, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης ενεργού διατομής ραντάρ, της μορφοποίησης δέσμης ακτινοβολίας και της εκτίμησης κατευθύνσεων άφιξης ραδιοσημάτων, είναι ένα επόμενο σημείο εστίασης, παρέχοντας πληροφορίες για κρίσιμες πτυχές της λειτουργικότητας των αυτόνομων εναέριων συστημάτων. Το τελευταίο μέρος του μαθήματος εμβαθύνει σε προηγμένα θέματα εκτίμησης κατευθύνσεων άφιξης ραδιοσημάτων και μεθόδων μορφοποίησης δέσμης ακτινοβολίας, ενσωματώνοντας σύγχρονες προσεγγίσεις, όπως η ανάλυση διανυσματικών χώρων και τα νευρωνικά δίκτυα.
Το μάθημα αποτελείται από τις παρακάτω θεματικές ενότητες:
1. Εισαγωγή στις ασύρματες επικοινωνίες των αυτόνομων εναέριων συστημάτων
2. Συχνοτικές ζώνες επικοινωνίας των αυτόνομων εναέριων συστημάτων
3. Θεμελιώδεις αρχές σχεδίασης κεραιών – τύποι κεραιών
4. Δομές βασισμένες σε μεταεπιφάνειες
5. Κεραίες μικρών διαστάσεων
6. Τεχνολογία ραντάρ
7. Μείωση ενεργού διατομής ραντάρ
8. Τεχνικές μορφοποίησης δέσμης ακτινοβολίας
9. Προσαρμοστική μορφοποίηση δέσμης ακτινοβολίας
10. Εκτίμηση κατευθύνσεων άφιξης
11. Εκτίμηση κατευθύνσεων άφιξης βασισμένη σε ανάλυση διανυσματικών χώρων
12. Εκτίμηση κατευθύνσεων άφιξης και μορφοποίηση δέσμης ακτινοβολίας βασισμένα σε νευρωνικά δίκτυα
13. Διάδοση ραδιοκυμάτων – Υψόμετρο αυτόνομων εναέριων συστημάτων και η επίδρασή του στην εμβέλεια επικοινωνίας
Λέξεις Κλειδιά
Βαθιά Μάθηση, Διάδοση ραδιοκυμάτων, Εκτίμηση Κατευθύνσεων Άφιξης, Ενεργός Διατομή Ραντάρ, Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα, Μεταϋλικά, Νευρωνικά Δίκτυα, Συχνοτικές Ζώνες, Σχεδίαση Κεραιών, Τεχνικές Μορφοποίησης Δέσμης Ακτινοβολίας, Τεχνολογία Ραντάρ, Τεχνολογία Στελθ
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
Περιγραφή
Η διδασκαλία θα πραγματοποιηθεί μέσω της διαδικτυακής πλατφόρμας Zoom. Αυτή η πλατφόρμα προσφέρει μια διαδραστική και ευέλικτη εκπαιδευτική εμπειρία, επιτρέποντας στον διδάσκοντα και τους φοιτητές να συμμετέχουν σε πραγματικό χρόνο, ανεξάρτητα από την τοποθεσία τους.
Χαρακτηριστικά της Διδασκαλίας μέσω Zoom:
(1) Διαδραστικές Συναντήσεις: Οι εκπαιδευτικές συνεδρίες θα περιλαμβάνουν ζωντανές παρουσιάσεις, συζητήσεις και αλληλεπίδραση μεταξύ διδάσκοντα και φοιτητών.
(2) Κοινή Χρήση Οθόνης: Ο διδάσκων θα έχει τη δυνατότητα να μοιράζεται την οθόνη του για να παρουσιάζει διαφάνειες, εκπαιδευτικά βίντεο ή άλλο περιεχόμενο.
(3) Βιντεοσκοπήσεις: Οι συνεδρίες θα μπορούν να βιντεοσκοπούνται, παρέχοντας στους φοιτητές τη δυνατότητα να ανατρέξουν σε σημαντικές πληροφορίες και να επανεξετάσουν τη διδασκαλία.
(4) Εύκολη Πρόσβαση: Οι μαθητές μπορούν να συμμετέχουν στις συναντήσεις από υπολογιστές, ταμπλέτες ή κινητά τηλέφωνα, καθιστώντας τη διαδικασία ευέλικτη και προσβάσιμη.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 125 | 5 | ✓ | ||
| Σύνολο | 125 | 5 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση με (1) ερωτήσεις εκτεταμένης απάντησης και (2) επίλυση προβλημάτων.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική)
- Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Fundamental RF and Antenna Theory:
1. Constantine A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 4th edition, ISBN 978-1118642061, Wiley
2. David M. Pozar, Microwave Engineering, 4th edition, ISBN 978-0470631553, Wiley
RF Communication Systems:
1. Andrea Goldsmith, Wireless Communications, ISBN 978-0521837163, Cambridge University Press
2. Bernard Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, ISBN 978-0130847881, Prentice Hall
UAV-Specific RF Topics:
1. Ronald Beard and Timothy McLain, Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice, 2nd Edition, ISBN 978-0691149219, Princeton University Press
2. Walid Saad, Mehdi Bennis, Mohammad Mozaffari, Xingqin Lin, Wireless Communications and Networking for Unmanned Aerial Vehicles 1st Edition, ISBN 978-1108480741, Cambridge University Press
Advanced Topics (Metasurfaces, Beamforming, etc.):
1. Nader Engheta and Richard W. Ziolkowski, Electromagnetic Metamaterials: Physics and Engineering Explorations, 1st Edition, ISBN 978-0471761020, Wiley-IEEE Press
2. Frank Gross, Smart Antennas with MATLAB, Second Edition: Principles and Applications in Wireless Communication, 2nd Edition, ISBN 978-0071822381, McGraw Hill
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Agbotiname Lucky Imoize, Sardar M. N. Islam, T. Poongodi, Lakshmana Kumar Ramasamy, B.V.V. Siva Prasad, Unmanned Aerial Vehicle Cellular Communications, ISBN 978-3031083945, Springer
2. Dushantha Nalin K Jayakody, P. Muthuchidambaranathan, Rui Dinis, Stefan Panic, Integration of Unmanned Aerial Vehicles in Wireless Communication and Networks: UAVs and 5G, ISBN 978-3031038792, Springer
3. Mariya Ouaissa, Inam Ullah Khan, Mariyam Ouaissa, Zakaria Boulouard, Syed Bilal Hussain Shah, Computational Intelligence for Unmanned Aerial Vehicles Communication Networks, ISBN 978-3030971120, Springer
4. Margot Deruyck, Unmanned Aerial Vehicle (UAV): Enabled Wireless Communications and Networking, ISBN 978-3036546636, Mdpi AG
Τελευταία Επικαιροποίηση
08-11-2024
