Detail předmětu

HF techniques and antennas

FEKT-CVSTAk. rok: 2017/2018

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

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

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

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)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-TLI , 3 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

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.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

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.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Osnova

Úvodní hodina.
Měření parametrů koaxiálních napáječů.
Transformační vlastnosti vedení.
Měření parametrů antén.
Měření parametrů pasivních vf. obvodů.
Měření parametrů aktivních vf. obvodů.