Detail předmětu

Mikrovlnná integrovaná technika

FEKT-LMITAk. rok: 2011/2012

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. Integrované kmitočtové filtry. MIO pro pásma mm a sub-mm vln. Ukázky technologie mikrovlnných integrovaných subsystémů. Počítačová analýza a syntéza, praktická laboratorní měření MIO.

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.

Osnovy výuky

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.

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-EST , 2. ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor ML-EVM , 2. ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor ML-MEL , 2. 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.

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.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Osnova

Měření na skalárním obvodovém analyzátoru.
Měření na vektorovém obvodovém analyzátoru.
Širokopásmová měření planárních směrových odbočnic.
Počítačová analýza a simulace MIO - program PUFF.
Počítačová analýza a simulace MIO - program SONNET.