Detail předmětu

Elektromagnetické vlny a vedení

FEKT-BPC-EVAAk. rok: 2024/2025

Obsahem předmětu jsou témata: Mobilní komunikační systémy využívají šíření elektromagnetických vln prostředím. K vysílání a přijímaní vln je zapotřebí navrhnout vhodné antény. Antény je nutno vhodným vedením spojit s vysokofrekvenčními vysílacími a přijímacími obvody. Šíření vln, antény a vedení lze numericky modelovat ve vhodných počítačových programech. V předmětu se snažíme tuto problematiku jasně a názorně přiblížit studentům.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti bakalářské matematiky (základy diferenciálních a integrálních rovnic) a fyziky (základy elektrostatiky, stacionárních magnetických polí a dynamických elektromagnetických polí) a mírně pokročilá znalost angličtiny.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Průběžné testy během semestru (20 bodů), počítačová cvičení (12 bodů), individuální projekt (10 bodů), závěrečná zkouška (58 bodů).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základy elektromagnetického pole a šíření elektromagnetických vln a naučit je praktickým postupům výpočtu parametrů antén a vedení.
Absolvent předmětu je schopen (1) porozumět základním vlastnostem elektromagnetického pole, (2) počítat šíření vln v prostoru i na vedení, (3) používat hlavní metody a postupy řešení antén a vedení, (4) přehledově popsat vlastnosti různých typů vedení, (5) technicky využívat vedení a antény.

Základní literatura

BALANIS, C.A. Antenna Theory: Analysis and Design, 4/E. Hoboken (New Jersey, USA): John Wiley & Sons, 2016. ISBN: 978-1-1186-4206-1. (EN)
ISKANDER, M.F. Electromagnetic Fields and Waves, 2/E. Long Grove (USA, Illinois): Waveland Press, 2013. ISBN: 978-1-5776-6783-4 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-APE bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Osnova

Vlny ve volném prostoru, rovinná a kulová vlna, interference vln
TEM vlny na vedení, rozložení napětí a proudu
Transformace impedance vedením
Smithův diagram a jeho využití
Přizpůsobování impedancí vedením
Vedení, jejich druhy a aplikace
Vyzařování elektromagnetických vln
Vyzařování antén a soustav, impedance antén, parametry
Druhy a typy antén, jejich vlastnosti a využití
Šíření elektromagnetických vln nad Zemí
Rádiové spojení, typy spojů
Vlny ve vlnovodech
Vlny v nehomogenních prostředích, odraz vln,difrakce

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Osnova

Šíření rovinné vlny v homogenním prostředí
Napěťové, proudové a výkonové poměry na vedení s vlnou TEM
Transformace impedance na vedení, Smithův diagram, přizpůsobování impedancí
Záření a impedance lineárních antén, záření anténních soustav
Výpočet parametrů vedení, rezonátory a jejich využití
Šíření vln při zemském povrchu
Vlny ve vlnovodech, Fresnelova difrakce
Odraz vln