مهندسی برق- الکترونیک
مهندسی برق- الکترونیک
مهندسی برق شاخه‌ی الکترونیک دارای گرایش¬هاي طراحی آنالوگ، مدارهای دیجیتال، ادوات میکرو و نانوالکترونیک است.
طراحی آنالوگ، گرایشی است که در گذشته‌ی نه چندان دور به عنوان نمادی برای
یک مهندس الکترونیک بوده است. به گونه‌ای که وقتی نامی از مهندس الکترونیک
برده می‌شد، مدارات الکترونیکی آنالوگ شامل سلف، خازن، مقاومت و تقویت
کننده‌های عملیاتی در ذهن تداعی می‌شد. امروزه این شاخه از مهندسی
الکترونیک با حفظ کاربری خود در طراحی مدارهای آنالوگ برای استفاده در
وسایل خانگی، سیستمهای ارتباطی و پروژه‌های عمدتاً تجاری به تدریج شاخص
بودن خود را از دست می‌دهد. برتری ویژه‌ی سیستمهای دیجیتال بر آنالوگ،
امروزه باعث شده تمایل بسیاری برای طراحی بر پایه‌ی سیستمهای دیجیتال
به‌وجود آید و اگر این عصر را عصر دیجیتال بگوییم، سخنی به گزافه
نگفته‌ایم. مهندس برق در شاخه‌ی الکترونیک دیجیتال در کنار مهندسین مخابرات
در انجام پروژه‌های مخابراتی و پیاده‌سازی بهینه‌ی طرح‌های مخابراتی نقش
عمده‌ای ایفا میکند. طراحی بردهای FPGA، طراحی بردهای کنترلی با استفاده
از میکروکنترلرهای عمومی یا خاص از جمله فعالیت‌هایی است که در تخصص این
گرایش است. علاوه بر کاربردهای نظامی، با توجه به دیجیتالی شدن اکثر وسایلی
که به صورت روزمره با آن ها سروکار داریم، نیاز ویژه‌ای در کشور به
مهندسین توانا در این زمینه دیده میشود. گرایش ادوات میکرو – نانو
الکترونیک از گرایش‌های نو ظهور است که بحث‌های آن در مرزهای دانش واقع
است. بیشتر فعالیت‌ها در این زمینه در کشور جنبه‌ی تحقیقاتی دارد و از
اهداف تاسیس چنین گرایشی در کشور نیز رشد علمی و پرورش نسلی از دانشمندان
متخصص در زمینه ی تکنولوژی‌های نانو است. این گرایش در حال حاضر در برخی
دانشگاه‌های مطرح کشور از جمله دانشگاه شریف و دانشگاه تهران ارائه میشود و
فعالیت‌های تحقیقاتی آن به آزمایشگاه‌های موجود در این دانشگاه‌ها محدود
است.
معرفی تخصصی گرایش های رشته مخابرات
با نام و یاد خدا،متن زیر به بررسی و
معرفی زیرگرایش های رشته مخابرات خواهد پرداخت.شاید بسیاری از داوطلبان
اطلاعات دقیقی از گرایش های رشته مخابرات در مقطع ارشد نداشته باشند.اینکه
شما وارد چه گرایشی شوید قطعا ارتباط مستقیم با آینده تحصیلی و شغلی شما
خواهد داشت.بنابراین با ما همراه شوید و متن پیش رو را با دقت مطالعه
بفرمایید.
گرایش مخابرات در مقطع کارشناسی ارشد به 2 گرایش کلی سیستمهای مخابراتی و میدان و موج تقسیم میشود.گرایش شبکه نیز از سال 92 در تعدادی از دانشگاه ها به عنوان گرایش مجزا ارائه شده و گرایش رمز نیز از چند سال قبل در دانشگاه شریف دانشجو اخذ میکند.در ذیل به بررسی و معرفی کم و کیف سه گرایش سیستم،میدان و شبکه خواهیم پرداخت.
گرایش سیستم
در گرایش سیستم، هدف طراحی سیستم های
مخابراتی مختلف و ارائه ی ایده هایی نو برای داشتن ارتباطی مطمئن و امن (
مصون از امکان شنود) و مقرون به صرفه است. برای این کار، بر روی طراحی
انواع مدولاسیون ها و دمدولاسیون ها، کدگذارها و کدبردارها، آشکارسازها و….
تمرکز می کنند و سعی می کنند با حذف انواع نویزها از سیگنال ارسالی، تنها
سیگنال اصلی را در گیرنده دریافت کنند. دانشجویان می توانند در زمینه های
مختلف چون، مخابرات نوری، مخابرات رادیویی، شبکه، پردازش سیگنال و …. به
تحلیل سیستم های مخابراتی بپردازند.در واقع، هدف از این گرایش، استفاده از
روش های مختلف چون کدینگ، بهینه سازی، MIMO، رله گذاری و …. برای بهبود
عملکرد سیستم ارتباطی است.
زبان برنامه نویسی کاربردی در این گرایش، برنامه نویسی MATLAB است. لذا، لازم است با MATLAB درگیر
شده و توانایی طراحی یک سیستم مخابراتی را که شامل فرستنده و گیرنده و
انواع کانال مخابراتی است، داشته باشید. بنابراین، پیشنهاد می کنم برای
یادگیری MATLAB وقت
کافی بگذارید و یاد بگیرید کد انواع مدولاسیون ها را بنویسید. به علاوه
این گرایش ، نیازمند زمینه ی ریاضیاتی قوی، قدرت تحلیل بالا و توانایی طرح
مسئله است. به عنوان مثال برای بهینه سازی، باید با روش های بهینه سازی، حل
معادلات دیفرانسیل، لاگرانژ و …. آشنایی داشته باشید. همچنین شما در گرایش
سیستم از همان ترم اول درگیر دروس آماری-احتمالی مثل فرآیندهای اتفاقی
خواهید بود.برای موفقیت در این درس شما بایستی آمار و احتمالات دوره
لیسانس را به خوبی فهمیده باشید تا در این درس به مشکل نخورید.اگر این درس
را خوب یاد بگیرید به جرئت میتوانم بگویم که باقی دروس برای شما بسیار راحت
خواهند شد!
گرایش میدان
حوزه ی فعالیت این گرایش بر خلاف
الکترونیک بر روی فرکانس های بالا است.در واقع در این گرایش دیگر نظریه ی
مدار صادق نبوده و می بایست از نظریه ی الکترومغناطیس استفاده کرد.دروس
اصلی این رشته ریاضیات مهندسی پیشرفته،الکترومغناطیس پیشرفته و آنتن
پیشرفته (آنتن 2) و مایکروویو پیشرفته (2) می باشد. همچنین بنا به حوزه ی
فعالیت دانشجو می تواند از بین دروس مدار های الکترونیکی فرکانس بالا،تئوری
پراکندگی امواج ،تئوری انتشار امواج ، روش های عددی در الکترومغناطیس
،رادار و… دروسی را انتخاب کند.در این گرایش دانشجو میتواند در کار های
اموزشی و پژوهشی مرتبط با صنایع مخابراتی و الکترونیکی،شرکت مخابرات،صنایع
دفاع،صدا وسیما ،وزارت نفت و دیگر ارگان های مرتبط فعالیت داشته
باشد.دانشجو می تواند در زمینه سامانه های فرستنده و گیرنده های مخابراتی
یا نظامی،انواع انتن ها و … از نرم افزار های طراحی و شبیه سازی از جمله ADS، HFSS،CST، FEKO ،COMSOL و … استفاده کند.معرفی مختصر این نرم افزار ها بدین صورت است ؛ نرم افزار ADS یکی از نرم افزار های تحلیل مایکروویوی است.FEKO محیطی
بسیار مناسب برای حل مسایل الکترومغناطیس برای شما فراهم خواهد آورد.
طراحی آنتن ها و مدارات میکرو استریپ و آنالیز اسکترینگ و … از قابلیت های
دیگر این نرم افزار بسیار کاربردی است.HFSS یک نرم‌افزار تحلیل تمام موج (Full Wave) به روش اجزاء محدود (FEM) است که میتواند قطعات سه بعدی اعم از آنتن و سایر قطعات غیرفعال مایکروویوی را شبیه‌سازی نماید. نرم‌افزار CST از بخش‌های مختلفی نظیر CST MICROWAVE STUDIO برای تحلیل قطعات مایکروویوی، CST EM STUDIO برای تحلیل فرکانس پایین، CST PCB STUDIO برای تحلیل مدارهای چاپی و بسته‌بندی، CST CABLE STUDIO برای تحلیل کابل‌ها، و CST MPHYSICS STUDIO جهت تحلیل‌های مکانیکی و دمایی تشکیل میشود. بخشی که از مجموعه‌ی CST که بیشتر از همه مورد استفاده قرار می‌گیرد بخش CST MICROWAVE STUDIO با قابلیت تحلیل تمام موج (Full Wave) است که میتواند قطعات سه بعدی اعم از آنتن و سایر قطعات غیرفعال مایکروویوی را با استفاده از تکنیک Finite Integration شبیه‌سازی نماید.
گرایش شبکه
مهندسی مخابرات سیستم، شبکه، کامپیوتر نرم افزار و IT هفت لایه دارد:
- لایه ی فیزیکی (مخابرات سیستم)
- لایه ی لینک داده (مخابرات سیستم و شبکه و IT)
- لایه ی شبکه (مخابرات شبکه و IT)
- لایه ی انتقال (مخابرات شبکه و IT)
- لایه ی جلسه (IT و نرم افزار)
- لایه ی ارائه (IT و نرم افزار)
- لایه ی کاربری (IT و نرم افزار)
مهندسی شبکه در لایه ی لینک داده و شبکه و
انتقال فعالیت میکند. تمرکز آن روی ارتباط چندگانه ی در شبکه های مخابراتی
و کامپیوتری، مسیریابی و سوئیچینگ، مهندسی ترافیک داده و پروتکل های TCP/IP است. هم چنین در شبکه های بی سیم روی مباحث مرتبط چون شبکه های WLAN، رادیو شناختگر و بخصوص شبکه های سلولی نسل جدید متمرکز است. زیر مجموعه های جدید فعالیت آنها شامل:
- شبکه های نسل 5 سلولی
- زمان بندی در شبکه های جدید
- مسیریابی در شبکه های مخابراتی بی سیم جدید
- کاهش توان مصرفی و بهینه تر کردن پروتکل ها
- شبکه های سنتریک
- شبکه های برپایه ی ابر
و… میباشد. نرم افزارهای مورد نیاز در این گرایش شامل NS2, NS3 و OPNET هستند. نرم افزار NS2 روی سیستم عامل لینوکس قابل نصب است و برای نصب روی ویندوز نیازمند VM WARE است. برای مسیریابی و زمان بندی و استفاده از پروتکل های شبکه اصولا از NS2 استفاده می شود گرچه OPNET قابلیت اجرای یک شبکه ی واقعی را دارد.
در توضیحات فوق،تاحدودی شالوده هر گرایش
برای داوطلبان مشخص گشته است.همچنین برای قیاس درس به درس و جزیی تر،
داوطلبان میتوانند با مراجعه به فایل مربوط به لیست دروس و برنامه مقطع
تحصیلات تکمیلی رشته مخابرات، دقیقا به آن دروس و در نتیجه گرایشی که علاقه
مند هستند دست پیدا کنند.
