Detail předmětu

Mikrovlnná integrovaná technika

FEKT-MMITAk. rok: 2010/2011

Integrovaná technika pro kmitočtová pásma stovek MHz až stovek GHz. Základní typy planárních mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO). Hybridní MIO. Mikropáskové, koplanární a štěrbinové MIO. MIO se soustředěnými parametry, monolitické MIO. Mikropáskové, štěrbinové a dielektrické rezonátory. Směrové vazební členy. Děliče a sdružovače výkonu. Buzení MIO. Kmitočtové filtry. MIO pro pásma mm a sub-mm vln. Komplexní návrh mikrovlnné planární integrované struktury: ruční návrh, počítačová simulace a optimalizace, praktická realizace a experimentální ověření.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí se základními základními typy planárních mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO) pro kmitočtová pásma stovek MHz až stovek GHz, jejich analýzou a návrhem.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského 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

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními typy planárních mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO) pro kmitočtová pásma stovek MHz až stovek GHz, jejich analýzou a návrhem.

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

HOFFMANN, K. Planární mikrovlnné obvody. Skripta FEL ČVUT v Praze. Vydavatelství ČVUT, Praha 2001
SVAČINA, J. Mikrovlnná integrovaná technika - přednášky. Skripta FEKT VUT v Brně. 2008

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EST , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor M-MEL , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Osnova

Pojem mikrovlnného integrovaného obvodu (MIO). Vznik a vývoj MIO. Základní členění, hlavní typy a jejich konstrukce. Vlnovodové MIO.
Hybridní MIO. Parametry podložek a kovů, technologie. Nesymetrické mikropáskové vedení a metody jeho analýzy.
Hlavní elektrické parametry nesymetrického mikropáskového vedení. Syntéza. Disperze mikropáskového vedení. Konstrukční modifikace mikropáskového vedení.
Symetrické mikropáskové vedení. Koplanární, štěrbinové a vázaná mikropásková vedení a jejich různé modifikace. Základní parametry a metody analýzy a návrhu.
MIO se soustředěnými parametry. Induktory a kapacitory - realizace a parametry na velmi vysokých kmitočtech.
Rezistory se soustředěným odporem. Monolitické MIO (MMIO). Materiály, technologie, vlastnosti. Problémy a základní postupy monolitické mikrovlnné integrace.
Rezonanční obvody v mikrovlnné integraci. Mikropáskové a štěrbinové rezonátory. Deskové planární rezonátory.
Prstencové planární rezonátory. Dielektrické rezonátory, jejich vlastnosti a použití. Rezonátory se soustředěnými parametry.
Směrové vazební členy (směrové odbočnice). Parametry a typy mikropáskových odbočnic. Odbočnice z dvojice vázaných vedení a jejich konstrukční varianty.
Hybridní mikropáskové směrové vazební členy. Kruhový, čtvercový a kombinovaný směrový člen. Langeho širokopásmový vazební člen. Analýza, vlastnosti a návrh.
Planární děliče a sdružovače výkonu. Binární a sériový dělič. Vlastnosti, typy, použití. Kmitočtové filtry v technice MIO. Dolní, horní a pásmové propusti, pásmové zádrže.
Mikropáskové přechody, buzení MIO. Zvláští mikrovlnné integrované obvody pro mm a sub-mm vlnová pásma: planární vlnovody, ploutvová vedení, objemové MIO, obvody VIP.
Směry dalšího rozvoje MIO, současný stav jejich aplikací v komunikační technice.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Osnova

Měření na tranzistorovém oscilátoru s dielektrickým rezonátorem.
Měření na mikrovlnném směrovém spoji.
Širokopásmová měření na planárních směrových odbočnicích.
Počítačová analýza a simulace MIO - program PUFF.
Počítačová analýza a simulace MIO - program CST MWS.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Osnova

Analýza a návrh nesymetrického mikropáskového vedení.
Analýza a návrh MIO se soustředěnými parametry.
Mikrovlnné planární rezonátory, návrh deskových a dielektrických rezonátorů.
Analýza a návrh planárních směrových vazebních členů.
Analýza a návrh planárních děličů výkonu.