Detail předmětu

Antennas and Propagation

FEKT-MPA-ANPAk. rok: 2023/2024

Předmět je zaměřen na vysvětlení základních principů teorie antén a šíření rádiových vln se zaměřením hlavně na kosmické aplikace. Získané znalosti si studenti procvičí na návrhu vlastních antén, které vyrobí a změří.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

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. 

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, 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

Laboratorní cvičení (15 bodů), individuální projekt (25 bodů), závěrečná zkouška (15 bodů písemná část + 45 bodů ústní část=celkem 60 bodů).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními typy antén, jejich použití a technickým návrhem se zaměřením hlavně na kosmické aplikace, a dále s principy šíření vln a vlivem atmosféry na družicový spoj.
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, šroubovicová 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 pojem "elektricky malá anténa";
(f) vysvětlit základní principy modelování antén;
(g) vysvětlit základní požadavky kladené na antény pro družice;
(h) vyjmenovat základní typy antén pro družice;
(i) vysvětlit základní požadavky kladené na antény pro pozemní stanici;
(j) vyjmenovat základní typy antén pro pozemní stanici;
(k) vysvětlit základní procedury testování antén pro kosmické aplikace;
(l) vysvětlit základní principy šíření rádiových vln;
(m) pro dané kmitočtové vyjmenovat dominantní mechanismus šíření a vhodné typy antén;
(n) popsat vlivy atmosféry (útlum atmosférickými plyny, útlum hydrometeory, depolarizace, rádiový šum, scintilace) na družicový spoj;
(o) vypočítat energetickou bilanci družicového spoje.

Základní literatura

BALANIS, C., A., Antenna Theory: Analysis and Design, 3rd Edition, John Wiley and Sons, New Jersey, 2005. (EN)
IMBRIALE, W. A., GAO, S., BOCCIA, L., Space antenna handbook, Wiley & Sons, Chichester, 2012. (EN)
SEYBOLD, J. S., Introduction to RF propagation, John Wiley and Sons, New Jersey, 2005. (EN)
IPPOLITO, L. J., Radiowave propagation in satellite communications, Springer, New York, 1986. (EN)

Doporučená literatura

FUJIMOTO, K., MORISHITA, H., Modern Small Antennas, Cambridge University Press, Cambridge, 2013. (EN)
BALANIS, C. A., Modern Antenna Handbook, John Wilye & Sons, Croydon, 2008. (EN)
SHOEMAKER, K., Pratical Antenna Design, Second Edition, Shoemaker Labs, Indian Harbour Beach, 2016. (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-SAP magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Osnova

1. Základní pojmy z teorie antén, analýza antén.
2. Lineární antény, anténní řady.
3. Mikropáskové antény.
4. Trychtýřové antény, reflektorové antény.
5. Štěrbinové antény, širokopásmové antény.
6. Elektricky malé antény.
7. Úvod do antén pro kosmické aplikace.
8. Antény pro satelity.
9. Antény pro pozemní stanici.
10. Testování antén pro kosmické aplikace.
11. Základy šíření vln.
12. Útlum atmosférickými plyny, útlum hydrometeory a depolarizace u družicových spojů.
13. Rádiový šum, scintilace, výpočet energetické bilance družicového spoje.

 

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Osnova

1. Modelování drátových antén v programu 4NEC2

2. Návrh a modelování lineárně polarizované mikropáskové antény v ANSYS Electronics Desktop – HFSS

3. Modelování kruhově polarizované mikropáskové antény

4. Modelování štěrbinové antény

5. Modelování antén pro přenosná zařízení

 

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Osnova

1. Měření rozložení proudu na lineárních anténách

2. Měření parametrů feritové antény

3. Vstupní impedance antén a impedanční přizpůsobení mikropáskové antény

4. Měření a ladění invertované F antény

5. Měření zisku a směrových charakteristik antén

 

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz