Detail předmětu
HF techniques and antennas
FEKT-CVSTAk. rok: 2011/2012
Šíření EM vln v homogenním a v nehomogenním prostředí. Šíření EM vln podél vedení a v reálném terénu. Vyzařování EM vln. Hlavní typy antén a jejich parametry. Přizpůsobovací a symetrizační obvody. Základní vf. obvody do 1 GHz: zesilovače, modulátory a demodulátory. Základní mikrovlnné obvody nad 1 GHz: filtry, zesilovače. Komerční software pro modelování a návrh mikrovlnných obvodů.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Pochopení principů vyzařování a šíření EM vln. Znalost důležitých typů antén a jejich parametrů. Znalost symetrizačních a přizpůsobovacích obvodů. Přehled o základních vf. obvodech (do 1 GHz). Přehled o základních mikrovlnných obvodech (nad 1 GHz). Schopnost pracovat s komerčními programy pro modelování vf. obvodů a antén.
Prerekvizity
Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení
Za aktivní práci ve cvičeních (jak počítačových tak laboratorních) lze získat dohromady 20 bodů. U zkouška je honorována maximálně 80 body.
Osnovy výuky
1 Úvod do vf a mikrovlnné techniky
2 Vysokofrekvenční obvodová technika
2.1 Základní prvky a obvody
2.2 Zesilovače
2.3 Směšovače
2.4 Oscilátory
2.5 Modulátory
2.6 Demodulátory
2.7 Frekvenční syntezátory
3 Teorie elektromagnetického pole
3.1 Elektromagnetické pole
3.2 Maxwellovy rovnice
3.3 Rovinná a kulová vlna v homogenním prostředí
4 Antény a šíření elektromagnetických vln
4.1 Vlny v reálném terénu
4.2 Antény: teoretický základ
4.3 Technický návrh antén
4.4 Mikrovlnné antény
5 Vedení
5.1 Základní poznatky z teorie vedení
5.2 Praktické poznatky o vedeních
6 Mikrovlnná technika
6.1 Mikrovlnná vedení
6.2 Aktivní a pasivní mikrovlnné obvody
6.3 Komerční programy pro návrh mikrovlnných obvodů
2 Vysokofrekvenční obvodová technika
2.1 Základní prvky a obvody
2.2 Zesilovače
2.3 Směšovače
2.4 Oscilátory
2.5 Modulátory
2.6 Demodulátory
2.7 Frekvenční syntezátory
3 Teorie elektromagnetického pole
3.1 Elektromagnetické pole
3.2 Maxwellovy rovnice
3.3 Rovinná a kulová vlna v homogenním prostředí
4 Antény a šíření elektromagnetických vln
4.1 Vlny v reálném terénu
4.2 Antény: teoretický základ
4.3 Technický návrh antén
4.4 Mikrovlnné antény
5 Vedení
5.1 Základní poznatky z teorie vedení
5.2 Praktické poznatky o vedeních
6 Mikrovlnná technika
6.1 Mikrovlnná vedení
6.2 Aktivní a pasivní mikrovlnné obvody
6.3 Komerční programy pro návrh mikrovlnných obvodů
Učební cíle
Vysvětlit principy vyzařování a šíření EM vln. Popsat důležité typy antén a jejich parametry. Seznámit studenty se symetrizačními a přizpůsobovacími obvody. Popsat základní vf. obvody (do 1 GHz). Popsat základní mikrovlnné obvody (nad 1 GHz). Seznámit studenty s komerčními programy pro modelování vf. obvodů a antén.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Základní literatura
GUPTA, K. C., GARG, R., BAHL, I., BHARTIA, P. Microstrip lines and slotlines. 2nd ed. Norwood: Artech House, 1996. (EN)
JORDAN, E. C., BALMAIN, K. G. Electromagnetic waves and radiating systems. 2nd ed. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1968. (EN)
JORDAN, E. C., BALMAIN, K. G. Electromagnetic waves and radiating systems. 2nd ed. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1968. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Zvláštnosti návrhu a modelování v oblasti antén a mikrovlnné techniky. Základní zákony, používané pro návrh a modelování mikrovlnných obvodů a antén.
Šíření EM vln. Rovinná a kulová vlna v homogenním prostředí.
Šíření EM vln v nehomogenním prostředí. Vlny v reálném terénu.
Hlavní druhy vedení (symetrické dvojvodičové vedení, koaxiální vedení, vlnovody). Přizpůsobování (pahýly, impedanční transformátory).
Vyzařování EM vln. Modelování a návrh drátových antén.
Hlavní typy antén (antény pro KV, VKV a mikrovlnné pásmo). Podpůrné obvody (symetrizační členy, přizpůsobovací obvody).
Vysokofrekvenční obvody. Specifika návrhu vf. obvodů. Prvky používané ve vf. obvodech.
Aktivní vysokofrekvenční obvody. Návrh linearizovaného zesilovače.
Nelineární vysokofrekvenční obvody (modulátory a demodulátory, měniče kmitočtu).
Mikrovlnné obvody. Mikropásek jako základní stavební prvek. Substráty pro výrobu mikropáskových obvodů.
Pasivní mikropáskové obvody. Přechody koaxiální vedení - mikropásek, vlnovod - mikropásek. Základní typy mikropáskových filtrů.
Aktivní mikrovlnné obvody. Návrh linearizovaného zesilovače.
Přehled komerčního softwaru pro návrh a modelování mikrovlnných obvodů.
Šíření EM vln. Rovinná a kulová vlna v homogenním prostředí.
Šíření EM vln v nehomogenním prostředí. Vlny v reálném terénu.
Hlavní druhy vedení (symetrické dvojvodičové vedení, koaxiální vedení, vlnovody). Přizpůsobování (pahýly, impedanční transformátory).
Vyzařování EM vln. Modelování a návrh drátových antén.
Hlavní typy antén (antény pro KV, VKV a mikrovlnné pásmo). Podpůrné obvody (symetrizační členy, přizpůsobovací obvody).
Vysokofrekvenční obvody. Specifika návrhu vf. obvodů. Prvky používané ve vf. obvodech.
Aktivní vysokofrekvenční obvody. Návrh linearizovaného zesilovače.
Nelineární vysokofrekvenční obvody (modulátory a demodulátory, měniče kmitočtu).
Mikrovlnné obvody. Mikropásek jako základní stavební prvek. Substráty pro výrobu mikropáskových obvodů.
Pasivní mikropáskové obvody. Přechody koaxiální vedení - mikropásek, vlnovod - mikropásek. Základní typy mikropáskových filtrů.
Aktivní mikrovlnné obvody. Návrh linearizovaného zesilovače.
Přehled komerčního softwaru pro návrh a modelování mikrovlnných obvodů.
Cvičení na počítači
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Úvodní hodina.
Modelování mikrovlnných vedení (vlnovody, mikropásková vedení).
Modelování a návrh drátových antén.
Modelování a návrh mikropáskových antén.
Pasivní vf. obvody: návrh mikropáskové pásmové propusti.
Aktivní vf. obvody: návrh linearizovaného zesilovače.
Modelování mikrovlnných vedení (vlnovody, mikropásková vedení).
Modelování a návrh drátových antén.
Modelování a návrh mikropáskových antén.
Pasivní vf. obvody: návrh mikropáskové pásmové propusti.
Aktivní vf. obvody: návrh linearizovaného zesilovače.
Laboratorní cvičení
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Úvodní hodina.
Měření parametrů koaxiálních napáječů.
Transformační vlastnosti vedení.
Měření parametrů antén.
Měření parametrů pasivních vf. obvodů.
Měření parametrů aktivních vf. obvodů.
Měření parametrů koaxiálních napáječů.
Transformační vlastnosti vedení.
Měření parametrů antén.
Měření parametrů pasivních vf. obvodů.
Měření parametrů aktivních vf. obvodů.