Detail předmětu

Antennas and Radio Links

FEKT-MPA-ARAAk. rok: 2020/2021

Předmět je zaměřen na vysvětlení základních principů teorie antén a šíření rádiových vln a jejich využití pro návrh antén a rádiových spojů. Získané znalosti si studenti procvičí na návrhu vlastních antén, které vyrobí a změří, a rovněž na analýze a návrhu vybraných rádiových spojů v reálných podmínkách.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (a) vysvětlit princip funkce a popsat základní kroky návrhu vybraných typů lineárních antén (dipól, monopól, skládaný dipól, logaritmicko-periodická anténa, Yagiho anténa); (b) vysvětlit princip funkce a popsat základní kroky návrhu mikropáskových flíčkových antén s lineární a kruhovou polarizací; (c) vysvětlit princip funkce a popsat základní kroky návrhu trychtýřových, reflektorových a štěrbinových antén; (d) vysvětlit základní principy zvětšování šířky pásma antén; (e) vysvětlit principy antén s extrémní šířkou pásma; (f) vysvětlit pojem "elektricky malá anténa"; (g) popsat základní kroky návrhu vybraných typů antén pro RFID, mobilní aplikace a senzory; (h) vysvětlit základní principy modelování antén; (i) pro dané kmitočtové vyjmenovat dominantní mechanismus šíření, vhodné typy antén a typické služby; (j) popsat principy šíření rádiových vln v blízkosti povrhu Země; (k) popsat základní kroky návrhu rádiových spojů; (l) popsat výpočet intenzity pole prostorové vlny v reálném terénu; (m) popsat využití spádových křivek pro stanovení úrovně intenzity pole; (n) vysvětlit principy šíření vln a modelování v oblasti mobilní rádiové komunikace, vysvětlit deterministický, empirický a semi-empirický model šíření; (o) popsat princip tvorby empirického modelu; (p) popsat vliv atmosféry na rádiové spoje; (q) vysvětlit co to je "digitální rádioreléový spoj", uvést jeho výhody a nevýhody, vysvětlit kritéria kvality a základní kroky návrhu digitálního rádioreléového spoje.

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět by měl být schopen:
- počítat s komplexními čísly;
- aplikovat základní principy integrálního a diferenciálního počtu;
- vysvětlit základní principy z teorie elektromagnetického pole (Maxwellovy rovnice, elementární zdroje záření, šíření rovinné a kulové vlny, šíření vlny podél vedení).

Doporučená nebo povinná literatura

BALANIS, C., A., Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd Edition, John Wiley and Sons, New Jersey, 2005. (EN)
BARCLAY, L. Propagation of Radiowaves 2nd Edition. IEE,United Kingdom, 2003. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává dva samostatné projekty.

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

1. Základní pojmy z teorie antén, analýza antén.
2. Lineární antény, anténní řady, lineární antény pro vybraná kmitočtová pásma.
3. Mikropáskové antény.
4. Trychtýřové antény, reflektorové antény.
5. Štěrbinové antény, širokopásmové antény.
6. Elektricky malé antény.
7. Antény pro RFID, antény pro mobilní aplikace, antény pro sensory.
8. Pomocné obvody antén, materiály pro anténní techniku, konstrukce a výroba antén, měření antén.
9. Šíření rádiových vln, užití kmitočtového spektra, podmínky rádiového spojení, základní koncepce návrhu rádiového spoje.
10. Šíření rádiových vln v blízkosti povrchu Země, povrchová a prostorová vlna.
11. Mobilní rádiová komunikace, modely šíření vln v makrobuňkách, mikrobuňkách a pikobuňkách, šíření vln uvnitř budov.
12. Vliv atmosféry na rádiové spoje.
13. Mikrovlnné spoje.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními typy antén, jejich použití a technickým návrhem, a dále s principy šíření vln a návrhem vybraných typů rádiových spojů.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-CAN magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný
  • Program MPAD-CAN magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný
  • Program MPA-TEC magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor