Основы радиоинженерной деятельности

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 
 
 
 
 
 
 
 
А. К. Дашкова, Ф. В. Зандер, А. В. Козлов 
 
 
 
Основы радиоинженерной  
деятельности 
 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 
СФУ 
2018 

УДК 621.396.6(07) 
ББК 32.84я73 
Д217 
 
 
Р е ц е н з е н т ы: 
А. В. Кацура, кандидат технических наук, профессор Института гражданской авиации и таможенного дела Сибирского государственного университета науки и технологии им. М. Ф. Решетнева; 
С. П. Панько, доктор технических наук, профессор Военно-инженерного института Сибирского федерального университета 
 
 
 
 
 
 
 
 
Дашкова, А. К.  
Д217 
 
Основы радиоинженерной деятельности : учеб. пособие / 
А. К. Дашкова, Ф. В. Зандер, А. В. Козлов. – Красноярск : Сиб.  
федер. ун-т, 2018. – 104 с. 
 
 
ISBN 978-5-7638-3762-9 
 
 
Cодержит теоретический материал по модулям дисциплины в соответствии  
с рабочей программой, а также контрольные вопросы для самостоятельной подготовки и фонд оценочных средств для оценки уровня формирования требуемых 
компетенций. 
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и 25.05.03 «Техническая эксплуатация 
транспортного радиооборудования». Может использоваться бакалаврами направления подготовки 11.03.01 «Радиотехника», а также в инженерно-технологических 
классах школ, ведущих довузовскую подготовку к последующему обучению  
в ИИФиРЭ СФУ. 
 
Пособие подготовлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского 
краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках 
научного проекта № 16-16-24023/17-ОГОН. 
 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 621.396.6(07) 
ББК 32.84я73 
 
 
ISBN 978-5-7638-3762-9 
© Сибирский федеральный университет, 2018 

ВВЕДЕНИЕ 

Настоящее учебное пособие предназначено для бакалавров  
и специалистов, обучающихся по направлению подготовки 11.03.01 
«Радиотехника», по специальностям 11.05.01 «Радиоэлектронные 
системы и комплексы» и 25.05.03 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования». 
Содержание учебного пособия соответствует отдельным темам 
рабочей программы дисциплины (РПД) «Основы радиоинженерной 
деятельности» (ОРД), разработанной на кафедре «Радиоэлектронные 
системы» Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета в соответствии с ФГОС ВО 3+ для 
ряда направлений подготовки бакалавров и специалистов радиотехнического профиля. 
Пособие состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Первые три главы содержат теоретические 
сведения по трем модулям дисциплины ОРД:  
1-й модуль – «Введение в инженерную деятельность»; 
2-й модуль – «Введение в специальность»; 
3-й модуль – «Введение в проектную деятельность инженера». 
В настоящем пособии в помощь при изучении данных модулей 
дисциплины ОРД приведены краткие сведения: 
– об истории появления и развития радиотехники и электроники; 
– о современном состоянии и перспективах развития основных 
составляющих электронного и радиотехнического направления, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий; 
– о роли и месте инженера в системе инженерного обеспечения 
отечественной радиотехники, электроники и связи; 
– о методиках систематизации научно-технической и нормативной информации для подготовки и озвучивания научно-технических 
докладов (рефератов); 
– о путях выработки инновационных решений. 
В конце первых трех глав приведены выводы и контрольные вопросы для самостоятельной работы студентов. Четвертая глава содержит фонд оценочных средств и критерии получения зачета для 

проверки уровня освоения компетенций, предусмотренных РПД  
«Основы радиоинженерной деятельности» в каждом семестре.  
В заключении приведены обобщающие выводы и рекомендации 
по дальнейшему самостоятельному изучению поднятых в пособии 
проблем современной инженерной деятельности. 
Дисциплина ОРД рассчитана на два семестра с общим объемом 
3 З.Е. (108 час.). В первом семестре объем дисциплины 2 З.Е. Общий 
объем аудиторных (практических) занятий составляет 2 З.Е. (72 час.) 
(первый семестр – 1,5 З.Е.). Изучение дисциплины в каждом семестре 
заканчивается зачетом. В отсутствие лекционных занятий помощь  
в самостоятельном теоретическом изучении основ радиоинженерной 
деятельности и призвано оказать данное учебное пособие. 
При подготовке учебного пособия учтен опыт работы коллективов Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СанктПетербургского политехнического университета Петра Великого, Национального исследовательского Томского политехнического университета, а также преподавателей и специалистов кафедр «Радиоэлектронные системы» и «Радиотехника» Института инженерной физики и радиоэлектроники, кафедры ЮНЕСКО «Новые материалы  
и технологии» Сибирского федерального университета. 
Третья глава и часть четвертой главы подготовлены в рамках 
поддержанного РФФИ (Отделение гуманитарных и общественных 
наук) научного проекта № 16-16-24023/17-ОГОН и при финансовой 
поддержке краевого государственного автономного учреждения 
«Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности». 

1. ВВЕДЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНУЮ  
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 

1.1. Инженерная деятельность и роль инженера  
в современном мире 

Актуальные инженерные проблемы XXI в. 

Благодаря активной инженерной деятельности в последние десятилетия было создано многое, что необходимо для обеспечения жизнедеятельности и повышения качества жизни человека и общества. 
Если в середине 80-х гг. XX в. еще не было мобильных телефонов, 
люди получали информацию из книг, поскольку не была создана 
Всемирная сеть Internet и компьютер еще не вошел в нашу повседневную жизнь, то сегодня все это реально, также реально спутниковое телевидение и радио, гибридные автомобили, использующие различные источники энергии. Расшифрован генетический состав многих организмов, широко применяется на практике анализ ДНК человека, проводятся опыты по клонированию животных. Лазерные технологии используются в медицине, CD- и DVD-системах. Сверхмощный телескоп позволил рассмотреть далекие галактики, исследования 
на большом адронном коллайдере приблизили нас к разгадке возникновения нашей галактики. Однако существует еще достаточно проблем, которые стоят перед человечеством и требуют в том числе инженерных решений. 
Национальная инженерная академия США организовала специальную комиссию экспертов, которые определили главные технологические задачи прикладного характера на XXI в. Это задачи из разных областей науки и техники, но все они крайне важны для развития 
человечества в целом [1]. 

Одной из приоритетных задач экспертами названо овладение тех
нологией термоядерного синтеза. Актуальность определяется тем, что 

энергетический вопрос стоит крайне остро. За источники энергии ведутся войны, возникают конфликты между государствами. Запасы углеводородов не бесконечны, ограничены запасы уранового сырья для 
нужд ядерной энергетики. Идут разработки в области использования 
альтернативных, в том числе возобновляемых источников энергии: солнечные батареи, геотермальные, ветряные электростанции и др. Но все 
они проигрывают перспективе термоядерной энергетики. Учёные уже 
научились запускать эту реакцию в водородных бомбах, но ещё не получается управлять ходом реакции, чтобы можно было безопасно использовать термоядерную энергию в промышленных целях. 

Среди важнейших задач также названо улучшение инфраструк
туры городов. К концу XX – началу XXI в. стало очевидно, что крупнейшие города мира буквально задыхаются от потока людей, машин, 
товаров. А потому данная проблема требует незамедлительного решения. Необходимо создать такую систему жизнеобеспечения городов, включая водопровод, канализацию, электросеть, газопровод, 
транспорт, которая сделала бы жизнь населения в городах более комфортной в экологическом, экономическом и социальном планах. 

Не менее важна проблема использования новых информационных 

технологий в медицинской сфере. Большинство болезней протекают 
на ранних стадиях незаметно для человека. Когда они выявляются, их 
лечение либо невозможно, либо к этому времени болезнь успевает 
нанести непоправимый вред здоровью человека. Ранняя и точная диагностика является залогом успешного лечения. Перед учёными 
и инженерами стоит задача осуществить более глубокое внедрение 
информационных технологий в сферу здравоохранения. Важна разработка новых лекарств и методов лечения, в том числе с использованием нанотехнологий. 
Технологическая задача – развивать виртуальную реальность. 
По мнению учёных, с помощью таких технологий станет возможным 
решать некоторые задачи в области образования и обучения личности 
тем или иным навыкам, их можно будет использовать при лечении 
психологических расстройств, восстанавливать память и т. д. 

В числе первоочередных задач – уменьшение или прекращение 

выброса углекислого газа в атмосферу. Концентрация углекислого газа в воздухе растёт, и людям, особенно в городах, где промышленные 
и транспортные выбросы этого газа крайне велики, становится всё 
труднее дышать, учащаются случаи заболевания болезнями органов 
дыхания: астмой, раком лёгких. Кроме того, необходимо также 
уменьшить выбросы азотосодержащих соединений в атмосферу. Под 

их действием разрушается озоновый слой земли и ультрафиолетовое 
солнечное излучение, не встречая сопротивления в атмосфере, доходит до самой земли, вызывая «парниковый эффект». 
Американская ассоциация инженерного образования суммировала основные проблемы человечества, которые следует решить 
с участием инженеров в XXI в., и разделила их на четыре области: 

1. Устойчивое развитие цивилизации. Проблема устойчивого 
развития цивилизации связана с увеличением населения Земли и возрастанием его потребностей в источниках энергии, продуктах питания, пресной воде. Земля – планета с ограниченными ресурсами. Инженерам следует изобрести новые способы производства продуктов 
питания, новые технологии снабжения населения чистой питьевой 
водой. 

2. Здоровье человека. Здоровью человека угрожают болезни. 
Нужны исследования и разработки в области биомедицинского инжиниринга, которые позволили бы создать «персонализированную 
медицину», реализующую индивидуальный подход к пациенту в вопросах диагностики, подборе лекарств, определении методов лечения 
с использованием компьютеризированных каталогов. 

3. Уязвимость человека. Уязвимость человека связана как с естественными факторами (землетрясения, наводнения, ураганы, цунами), так и с возможными техногенными катастрофами, а также с проявлением терроризма. Необходима разработка новых технологий 
предсказания природных катаклизмов, быстрого обнаружения угроз 
и организация контрмероприятий, обеспечивающих спасение людей. 

4. Удовлетворенность человека жизнью. Удовлетворенность 
человека жизнью является высшей целью его пребывания на Земле. Важно использовать все технические и технологические возможности для того, чтобы сделать жизнь человека комфортной, 
интересной и радостной. 
Приоритетные области развития экономики и научных исследований: 
1. Энергоэффективность и энергосбережение. 
2. Ядерные технологии. 
3. Космические технологии с уклоном в телекоммуникации. 
4. Медицинские технологии. 
5. Стратегические информационные технологии, включая создание суперкомпьютеров и программного обеспечения. 
Представим востребованные инженерные специальности ближайшего будущего: 

1. На лидирующие позиции выйдут инженерные специальности, 
связанные с промышленным производством. Западный капитал еще 
только делает первые шаги по вхождению на российский рынок и присутствует в основном только в столицах и крупных городах, но уже 
сейчас возникает острая нехватка профессиональных инженеров, технических специалистов и руководителей среднего звена на производстве. Особенно будет цениться сочетание технического и экономического или юридического образования, знание английского или любого 
другого европейского языка. Востребованность инженеров-маркетологов и менеджеров растет во всех отраслях промышленности. 
Сегодня востребован не просто инженер, а эффективный менеджер, знающий экономику и мировую конъюнктуру, не пасующий перед рынком и умеющий «пробивать» инженерные идеи. 
2. Наиболее востребованные профессии ближайшего будущего 
связаны с нанотехнологиями. Нанотехнологии – это огромная сфера, 
которую можно разделить на три части: производство микросхем, роботов в наноразмерах, а также инженерия на атомном уровне. По прогнозам, будут востребованы все специальности, связанные с нанотехнологиями. Уже ясно, что нанотехнологии охватят все сферы: машиностроение, космические технологии, пищевую промышленность, 
медицину. 
3. Биотехнологии в настоящее время довольно широко применяются в сельском хозяйстве, где с помощью генной инженерии и методов микробиологии получают генно-модифицированные продукты; 
в молекулярной медицине, в биофармацевтических производствах  
и в других отраслях. Специальности на стыке электроники и биотехнологий требуют от специалиста глубоких знаний как в электронике, 
так и в биоинженерии. 
4. Специалисты в области химии будут особенно востребованы 
в сфере энергетики. Уже сейчас человечество работает над развитием 
альтернативных источников энергии. К 2020 г. разработки и исследования в области альтернативных, экологически чистых источников 
энергии достигнут своего пика. 
5. Специалисты в сфере альтернативной энергетики. Запасы углеводородов в мире велики, но не безграничны. Энергия, добываемая 
из возобновляемых источников, будет вытеснять «нефтяную» 
и «угольную». В ближайшее время специалисты по альтернативной 
энергетике будут весьма востребованы. Производство солнечных батарей, производство кремния, главным потребителем которого является солнечная энергетика, выпуск термоэлементов и другие проекты. 

Всем создаваемым предприятиям потребуются кадры – от управленцев и инженеров до рабочих. 
6. Специалисты в сфере энергетики. Проблема дефицита квалифицированных кадров является чрезвычайно острой для современной 
российской энергетики. Нехватка специалистов ощущается на всех 
этапах – от проектирования до инжиниринга, строительства и эксплуатации энергетических объектов. 
7. Специалисты авиационно-космического профиля. Аэрокосмическое образование в России развивается успешно и создает кадровый фундамент для авиации и космонавтики – областей, в которых 
наша страна может серьезно конкурировать с другими мировыми 
державами. Но спрос на выпускников для аэрокосмической сферы 
пока больше, чем предложений на рынке, считают представители руководства ведущих профильных вузов страны. 

Инженерная деятельность в индустриальном  
и постиндустриальном обществе 

Инженерная деятельность в индустриальном и постиндустри
альном обществе имеет различный характер. Индустриальное общество – это общество, которое достигло определенного уровня общественно-экономического развития за счет добычи и промышленной 
переработки природных ресурсов. Для индустриального общества характерны разделение труда, развитие средств массовой коммуникации и высокий уровень урбанизации. 
Индустриальное общество возникло в XIX в. и развилось в XX в. 
в результате четырех промышленных революций. Первая промышленная революция (1750–1850 гг.) была связана с развитием машинного текстильного производства, вторая (1850–1900 гг.) – с применением паровых машин и развитием железнодорожного транспорта, 
третья (1875–1925 гг.) – с широким использованием электричества 
и созданием тяжелой промышленности, а четвертая (1900–1950 гг.) –  
с развитием автомобилестроения и массового производства. 

Для индустриального общества характерны: 
‒ резкий рост промышленного и сельскохозяйственного производства; 
‒ ускоренное развитие науки и техники, а также средств коммуникации; 
‒ рост населения, увеличение продолжительности и значительное повышение уровня жизни; 

‒ резкое возрастание мобильности населения; 
‒ сложное разделение труда не только в рамках отдельных 
стран, но и в международном масштабе; 
‒ снижение горизонтальной дифференциации населения (деление его на касты, сословия, классы); 
‒ рост вертикальной дифференциации (деление общества на нации, «миры», регионы). 
В индустриальном обществе определяющей является промышленность, а главными структурами – корпорации и фирмы. Инженеры 
в индустриальном обществе решают специализированные задачи, связанные с исследованиями, проектированием, конструированием, производством, эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом и утилизацией 
технических объектов и систем. Разделение инженерного труда дает его 
наивысшую производительность в условиях индустриального общества. 
В результате научно-технической революции индустриальное 

общество трансформируется в постиндустриальное общество. Постиндустриальное общество – это общество, в экономике которого 
в результате научно-технической революции и существенного роста 
доходов населения приоритет переходит от преимущественного участия людей в производстве материальной продукции к преимущественному их участию в производстве интеллектуальной продукции. 
Производство материальной продукции, разумеется, также развивается, но во все большей степени осуществляется автоматами и роботами. К постиндустриальным странам относят те, в которых на производство в сфере услуг приходится более половины внутреннего валового продукта (ВВП). 
Производственным ресурсом в постиндустриальном обществе 
становятся информация и знания. Наукоемкие разработки являются 
главной движущей силой экономики. Все больше ценятся такие качества работников, как высокий уровень образования, профессионализм, обучаемость и креативность. 

Постиндустриальный способ производства основан на: 
‒ наукоемких технических разработках и технологиях; 
‒ информации и знаниях как основном производственном ресурсе; 
‒ творческой деятельности человека, непрерывном обучении, 
самосовершенствовании и повышении квалификации в течение всей жизни. 

В постиндустриальном обществе главным ресурсом является 

знание, а главной структурой – университет как место, где его про