Detail předmětu
Microwave Techniques
FEKT-BPA-MVTAk. rok: 2025/2026
Předmět představuje obvodovou technikou až do kmitočtů v řádu desítek GHz. Přednášky jsou zaměřeny na výklad základních principů a vlastností mikrovlnných struktur, jejichž znalost je nezbytná pro návrh zařízení nejen pro komunikační účely. Laboratorní cvičení prakticky seznamují studenty s jednotlivými typy mikrovlnných obvodů a metodami jejich měření.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Nabízen zahraničním studentům
Vstupní znalosti
- počítat s komplexními čísly;
- vysvětlit základní principy z teorie elektromagnetických vln a vedení (Maxwellovy rovnice, šíření vlny podél vedení, parametry vedení);
- pracovat se Smithovým diagramem.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Jeden test během semestru (15 bodů), laboratorní cvičení (20 bodů), závěrečná zkouška (23 bodů písemná část + 42 bodů ústní část=celkem 65 bodů).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy mikrovlnné techniky až do kmitočtů v řádu desítek GHz a naučit je praktickým postupům výpočtu parametrů základních přenosových struktur a mikrovlnných obvodů.
Absolvent předmětu je schopen:
- popsat, analyzovat a navrhnout koaxiální vedení a kovové vlnovody obdélníkového a kruhového průřezu;
- vysvětlit co to je „hybridní mikrovlnný integrovaný obvod“;
- popsat základní typy pasivních mikrovlnných integrovaných struktur (mikropáskové, koplanární, štěrbinové) a porovnat je;
- vysvětlit co to je „monolitický mikrovlnný integrovaný obvod“;
- popsat základní typy mikrovlnných rezonátorů (z úseku vedení, dutinové, planární, dielektrické);
- vysvětlit principy navázání dutinových rezonátorů na okolní obvody;
- vysvětlit základní principy buzení vlnovodů a dutinových rezonátorů;
- analyzovat a navrhnout rezonátory z úseku vedení a dutinové rezonátory;
- vysvětlit co to je „dělič výkonu“ a vysvětlit princip Wilkinsonova děliče výkonu;
- vysvětlit co to je „směrová odbočnice“, definovat její základní parametry a vysvětlit co to je „kvadraturní hybrid“;
- vysvětlit principy, na kterých jsou založeny vlnovodové mikrovlnné zeslabovače, posouvače fáze a reaktanční členy;
- vysvětlit co to je „feritový izolátor“ a „feritový cirkulátor“, vysvětlit principy, na kterých mohou být založeny a vyjmenovat oblasti jejich použití;
- vysvětlit co to je “vlnovod integrovaný do substrátu”, uvést jeho základní vlastnosti a porovnat ho s vlnovodem obdélníkového průřezu.
Prerekvizity a korekvizity
- doporučená prerekvizita
Elektromagnetické vlny, antény a vedení
Základní literatura
POZAR, D. Microwave engineering, John Wiley and Sons, New Jersey, 2005. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod do mikrovlnné techniky, základní přenosové struktury
2. Vlnovody obdélníkového průřezu
3. Vlnovody kruhového průřezu, koaxiální vedení a vlnovody
4. Mikrovlnná integrovaná technika
5. Základní typy mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO)
6. Rezonátory z úseků vedení, dutinové rezonátory, buzení rezonátorů
7. Planární a dielektrické rezonátory
8. Analýza mikrovlnných obvodů
9. Impedanční transformátory
10. Výkonové děliče, směrové vazební členy
11. Mikrovlnné zeslabovače a posouvače fáze, bezodrazové zátěže, filtry
12. Nereciproční mikrovlnné feritové obvody
13. Obvody na bázi technologie vlnovodů integrovaných do substrátu
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Měření parametrů dutinových rezonátorů
2. Měření vlastností mikrovlnných feritových obvodů
3. Měření elektrických vlastností materiálů v mikrovlnném pásmu
4. Vektorový obvodový analyzátor: kalibrace a měření
5. Měření rozptylových parametrů vybraných mikrovlnných obvodů