Detail předmětu

Antennas and Lines

FEKT-BPA-ANTAk. rok: 2022/2023

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

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahradničním studentům

Pouze domovské fakulty

Výsledky učení předmětu

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.

Prerekvizity

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

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.

 

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Přednášky, počítačová a laboratorní cvičení, samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

5 x 2 credits for labs (5 credits minimum to pass)
5 x 2 credits for PC exercises (5 credits minimum to pass)
5 x 4 credits for tests (10 credits minimum to pass)
10 credits for an individual project (5 credits minimum to pass)
50 credits of an exam (written and oral)

Osnovy výuky

1. Řešení Maxwellových rovnic.
2. Šíření rovinné vlny volným prostorem. Válcová a kulová vlna.
3. Šíření TEM vlny podél vedení. Parametry vedení.
4. Transformace impedance vedením. Smithův diagram
5. Impedanční přizpůsobení.
6. Šíření vln vlnovodem.
7. Elementární antény (dipól, plošný zářič). Parametry antén.
8. Anténní soustavy. Výpočet parametrů anténních soustav v programu MATLAB.
9. Zadání individuálního projektu, vzorové řešení.
10. Planární antény a jejich modelování.
11. Šíření elektromagnetických vln v reálném terénu.
12. Základy výpočetního elektromagnetismu.
13. Konzultace k individuálním projektům.

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.

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

JORDAN, E. C., BALMAIN, K. G. Electromagnetic Waves and Radiating Systems. Prentice Hall 1968 (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPA-ELE bakalářský

    specializace BPA-ECT , libovolný ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 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

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vojtěch Bednarský

Osnova

Měření parametrů koaxiálních napáječů
Měření činitele odrazu a vstupní impedance, transformace impedance na vedení
Měření délky vlny ve vlnovodu a činitele odrazu zátěže
Měření vstupní impedance lineárních antén
Měření směrových charakteristik antén
Měření úlohy s individuálním zadáním

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz