Kombinované studium

4 roky

doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Petr Drexler, Ph.D.
Člen interní :
doc. RNDr. Martin Kovár, Ph.D.
doc. Ing. Jan Mikulka, Ph.D.
prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.
doc. Ing. et Ing. Vilém Neděla, Ph.D., DSc.
doc. RNDr. Dana Hliněná, Ph.D.

Doktorský studijní program "Teoretická elektrotechnika" je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v různých oblastech teoretické elektrotechniky. Zejména v teorii a aplikacích elektromagnetismu, elektrických obvodů, v metodách elektro/magnetických měření a metodách zpracování signálů. Příprava je podpořena poskytnutím znalostí v souvisejících matematických disciplínách, jakými jsou problematika stochastických procesů a statistických metod vyšetřování zkoumaných systémů, analýza systémů pomocí funkcionálních rovnic, návrh multikriteriálních optimalizačních metod, numerických metod řešení spojitých a diskrétních dynamických systémů a dalších. Cílem programu je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti a rozvíjet spojené praktické odborné dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.

Absolventi doktorského studia v programu "Teoretická elektrotechnika" umí řešit vědecké a složité technické inovační úlohy v oblasti elektrotechniky. A to v teoretické rovině a také při jejím praktickém nasazení ve výzkumu, vývoji a výrobě. Pro řešení technických výzkumných a vývojových úloh jsou vybaveni komplexními znalostmi z teorie a aplikací elektromagnetického pole, elektrických obvodů, metod měření veličin a zpracování signálů a jejich fyzikálním a matematickým popisem. Jsou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní, měřicí a diagnostickou techniku.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání, odborným praktickým dovednostem a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté a řídící pracovníci v oblasti obecné elektrotechniky. Uplatní se jako vědečtí, výzkumní a řídící pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci a vedoucí týmů vývoje, konstrukce a provozu ve výzkumných a vývojových institucích a elektrotechnických a elektronických výrobních společnostech působících v oblasti pokročilých technologií.

Specialisté a řídící pracovníci v oblasti obecné elektrotechniky, vědečtí, výzkumní a řídící pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, specializovaní odborníci a vedoucí týmů vývoje, konstrukce a provozu ve výzkumných a vývojových institucích a elektrotechnických a elektronických výrobních společnostech působících v oblasti pokročilých technologií

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu, který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. V individuálním studijním plánu jsou specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění.
Student si zapíše a vykoná zkoušky z povinných předmětů Numerické úlohy s parciálními diferenciálními rovnicemi a Zkouška z angličtiny před státní doktorskou zkoušku, minimálně dvou povinně volitelných předmětů ohledem na zaměření jeho disertační práce, a dále minimálně dvou volitelných předmětů (Angličtina pro doktorandy, Řešení inovačních zadání, Vědecké publikování od A do Z, Citování ve vědecké praxi).
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v němž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické i praktické znalosti v oblasti elektrotechniky, elektromagnetismu, teorie obvodů, metod měření elektrických a jiných fyzikálních veličin, zpracování a analýzy signálů a matematického modelování technických procesů. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a kromě diskuze nad pojednáním k disertačním práce se také skládá z tematických okruhů týkajících se povinných a povinně volitelných předmětů.
K obhajobě disertační práce se student hlásí po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, vědecká a odborná činnost (tvůrčí činnost), a minimálně měsíční studijní nebo pracovní stáž na zahraniční instituci anebo účasti na mezinárodním tvůrčím projektu.

Studium doktoranda probíhá podle individuálního studijního plánu (dále jen ISP), který zpracuje v úvodu studia školitel doktoranda ve spolupráci s doktorandem. Individuální studijní plán je pro doktoranda závazný. Jsou v něm specifikovány všechny povinnosti stanovené v souladu se Studijním a zkušebním řádem VUT, které musí doktorand k úspěšnému ukončení studia splnit. Tyto povinnosti jsou časově rozvrženy do celého období studia, jsou bodově ohodnoceny a v pevně daných termínech probíhá kontrola jejich plnění. Průběžné bodové hodnocení všech aktivit doktoranda je vedeno v dokumentu „Celkové bodové hodnocení doktoranda“ a je součástí ISP. Při zahájení dalšího roku studia pak školitel do ISP zaznamená případné změny. Nejpozději do 15. 10. každého roku studia odevzdává doktorand vytištěný a podepsaný ISP na vědeckém oddělení fakulty ke kontrole a založení.
Během prvních čtyř semestrů skládá doktorand zkoušky z povinných, povinně volitelných anebo volitelných předmětů pro splnění bodových limitů ze Studijní oblasti, a současně se intenzivně zabývá vlastním studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a průběžným publikováním takto získaných poznatků a vlastních výsledků. V dalších semestrech se doktorand již více soustřeďuje na výzkum a vývoj, který souvisí s tématem disertační práce, na publikování výsledků své tvůrčí práce a na vlastní zpracování disertační práce.
Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, kterou prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. K této zkoušce se musí přihlásit nejpozději do 30. dubna ve druhém roce svého studia. Státní doktorské zkoušce předchází zkouška z anglického jazyka.
Ve třetím a čtvrtém roce svého studia provádí doktorand potřebnou výzkumnou činnost, publikuje dosažené výsledky a zpracovává svoji disertační práci. Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci, což je nutné doložit nejpozději při odevzdání disertační práce.
Doktorandi ve čtvrtém roce studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci, který ji ohodnotí. Disertační práci doktorand odevzdává do konce 4. roku studia.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Zapojení doktoranda do pedagogické činnosti je součástí jeho vědecké přípravy. Pedagogickou praxí doktorand získává zkušenosti v předávání poznatků a zdokonaluje prezentační dovednosti. Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi vedoucí daného ústavu po dohodě se školitelem. Povinnost pedagogické praxe se nevztahuje na doktorandy-samoplátce a na doktorandy v kombinované formě studia. Zapojení do výuky v rámci pedagogické praxe potvrdí po jejím splnění školitel v IS VUT.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2026 do 30.04.2026)

1. Agilní let UAV ve stísněných prostorech s využitím strojového učení

   Agilní manévrování dronů v blízkosti překážek – průlet oknem, navigace v úzkých chodbách, vyhnutí se dynamickým překážkám – představuje zásadní výzvu pro klasické plánovací algoritmy. Metody založené na reinforcement learningu (RL) a imitativním učení umožňují dron naučit se agresivní manévry přímo z dat, bez potřeby přesného modelu dynamiky. 

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

2. Autonomní navigace v degradovaných podmínkách

   Bezpilotní letouny (UAV) nacházejí stále širší uplatnění v průzkumu prostor, kde je přítomnost člověka nebezpečná nebo nemožná – jeskyně, tunely, důlní díla, zdevastované budovy. V těchto prostředích není dostupný signál GNSS, osvětlení je omezené a prostor je geometricky složitý. Cílem práce je navrhnout a experimentálně ověřit systém pro autonomní navigaci a mapování UAV v podzemních a uzavřených prostorech bez závislosti na globální navigaci. 

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

3. Detekce a sledování letících objektů

   Tato práce se zaměřuje na vývoj optimalizačních a detekčních algoritmů pro sledování letících objektů pomocí algoritmů umělé inteligence v reálném čase. Cílem je vytvořit pokročilé algoritmy a jejich implementace v oblasti bezpilotních letounů.

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

4. Detekce materiálů s využitím principu nukleární kvadrupólové rezonance

   Disertační práce je zaměřena na vývoj technik pro detekci různých materiálů (zejména na bázi N a Cl) s využitím nukleární kvadrupólové resonance. Aktuálně se tato metoda jeví jako velmi perspektivní pro oblast detekce a klasifikace výbušnin, léků a drog. Problematika buzení jader a následného snímání signálu rezonujících jader s možností přelaďování je relativně složitou úlohou jak z pohledu nároků na signálovou cestu, tak z hlediska konstrukce budicího obvodu. Vzhledem k malé úrovni signálu rezonujících jader a krátkým relaxacím je nutné vyřešit celou řadu technických problémů. Problematika je do značné míry mezioborová.

   Školitel: Steinbauer Miloslav, doc. Ing., Ph.D.

5. Elektrická impedanční tomografie

   Cílem disertační práce je zvýšení vědeckého poznání v oblasti nedestruktivní analýzy vnitřní struktury materiálu pomocí elektrické impedanční tomografie. Předpokládaným směrem dizertační práce je optimalizace metod rekonstrukce rozložení elektrické impedance, využití multispektrální šumové a impulzní analýzy, aplikace a optimalizace prvků umělé inteligence a strojového učení, zrychlení výpočtů s využitím paralelizace výpočtů. Návrh metod bude prováděn s ohledem na vybrané aplikace, např. průzkum zemin, stavu stavebních konstrukcí apod. ve spolupráci s konkrétními institucemi. Výzkumná činnost bude zahrnovat modelování prostředí a měřicího systému ekvivalentními obvody, simulaci, emulaci, měření na skutečném prostředí včetně vyhodnocení vlivu kmitočtu budicího signálu na kvalitu rekonstrukce elektrických vlastností analyzovaného prostředí.

   Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

6. Generování a studium komplexního laboratorního atmosférického plazmatu

   Cílem disertační práce je generování komplexního atmosférického plazmatu pomocí různých zdrojů a studium pracovních režimů takového plazmatu, mj. rychlou kamerou. Plazma bude generováno na komerčních zařízeních ve spolupráci s průmyslovými partnery a bude také navržen vlastní upravený plazmový zdroj. Komplexní plazma bude studováno z pohledu formování částic a důsledků pro průmyslové aplikace.

   Osnova:

   1) Průzkum komerčních zdrojů atmosférického plazmatu a konzultace s průmyslovými partnery.

   2) Návrh vlastního zdroje atmosférického plazmatu.

   3) Studium pracovních režimů atmosférického plazmatu pomocí různých zdrojů plazmatu.

   4) Studium formování částic v plazmatu.

   Školitel: Šperka Jiří, Mgr., Ph.D.

7. Implementace nových rekonstrukčních metod pro kvantifikaci tukové frakce v CSE-MRI.

   Cílem studijního tématu je osvojení vybraných pokročilých rekonstrukčních algoritmů k řešení pokročilého signálového modelu a jejich aplikace v oblasti rekonstrukce tukové frakce z CSE-MRI (chemical shift encoded – MRI) dat. Výzkum se zaměří na stávající pokročilé algoritmy k rekonstrukci tukové frakce a na implementaci nových nebo případně kombinaci se stávajícími přístupy ke zlepšení přesnosti a rychlost rekonstrukce. Veškerá měření budou probíhat na preklinickém animálním 9.4T MRI zařízení na UPT, AVČR v Brně.

   Školitel: Kořínek Radim, Ing., Ph.D.

8. Kombinované senzorické systémy

   Aktuální výzkum nanomateriálů a jejich průmyslová výroba nese s sebou požadavek na specifické návrhy a řešení senzorických systémů, které jsou schopny za daných podmínek snímat velmi rychlé nízkoúrovňové signály z unikátních návrhů senzorů. Při výzkumu a detekci nanomateriálů v běžných materiálech a biologických seskupeních je důležitá kombinovaná detekce signálů při laserové ablaci materiálů. Jsou uvažovány základní parametry senzorů
   pro mechanicko-akustické signály je předpokládaný frekvenční rozsah f=10Hz-10MHz, pro elektromagnetické RF signály f=10kHz-1000 MHz, pro optické signály v oblasti vlnových délek lambda = 440 nm- 2500nm.
   Součástí výzkumu je nalezení kombinací metod snímacích prvků, jejich adaptace pro vzorkovací systém vyhodnocení přítomnosti nanomateriálů a tvorba metodiky vyhodnocení parametrů detekovaných nanomateriálů.

   Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.

9. Kooperativní a swarmové systémy

   Heterogenní swarm UAV a UGV vyžaduje efektivní rozdělení úloh mezi platformy s různými schopnostmi. Centrální řízení je zranitelné vůči výpadku komunikačních linek a nepředstavuje škálovatelné řešení pro větší swarmy. Cílem je navrhnout decentralizované mechanismy rozhodování, které umožní swarmu fungovat i při částečné ztrátě komunikace. 

   Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

10. Laděné nano-struktury

    Jednou z aktuálních oblastí výzkumu jsou práce na sofistikovaných nano-strukturách. Práce je zaměřena do oblasti návrhu, modelování a experimentů s laděnými nanostrukturami v oblasti f=10-500THz, dále pro frekvenční pásmo odpovídající elektronovému svazku. Jsou zde tři cíle. První zaměření je z oboru numerického modelování struktur. Na základě reálných vlastností nanomateriálů vytvořit numerický model a analyzovat elektromagnetické vlastnosti struktury. Druhá oblast je zaměřena na návrh metod a metodik ověření výsledků pomocí experimentů, měřením a ověření předpokladů očekávaných z teoretických popisů. Modelováním metodou konečných prvků, konečných objemů (například v programu ANSYS, ANSOFT, MAXWELL atd.) se navrhne model chování dynamiky hmoty. Třetí oblast výzkumu je zaměřena do oboru technologie. V tomto zaměření se očekává výzkum technologií pro realizaci navržených struktur a jejich realizovatelnost v experimentální části  tématu. Výsledky budou sloužit pro výzkum speciálních laděných periodických struktur jako speciální část elektronové optiky mikroskopů. Témata lze řešit odděleně, není podmínkou všechna pro jednoho uchazeče. Téma je součástí vypsaného grantu CZ.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.

11. Mapování magnetického pole Země pomocí bezpilotních letounů

    Cílem disertační práce je systematicky prozkoumat a analyzovat současné metody mapování magnetického pole Země pomocí bezpilotních letounů (UAV). Práce se zaměří na nové metody a přístupy mapování magnetického pole Země či látek a na analýzu magnetických interferencí způsobených UAV. Praktická část práce bude zahrnovat návrh a realizaci experimentů s UAV vybavenými magnetometry, jejichž cílem bude ověřit přesnost a spolehlivost naměřených dat a navrhnout doporučení pro optimalizaci měřicích postupů. Výsledky této práce přispějí k lepšímu porozumění a efektivnějšímu využití UAV v oblasti mapování magnetického pole Země.

    Školitel: Marcoň Petr, doc. Ing., Ph.D.

12. Metodika měření vzdušných iontů a náboje

    Cílem disertační práce bude interdisciplinární porovnávání vzdušných iontů s dalšími souvisejícími veličinami a jejich vliv na lidské organismy. V oblasti studia atmosférické elektřiny lze hledat korelaci se zemětřesením a výzkumem jevů vznikajících při bouřkách. Dále se bude výzkum zaměřovat i na uzavřené prostory, kde je nutné dosáhnout maximální citlivosti při minimálním objemovém průtoku vzduchu. Zvláště pak na speleoterapeutické jeskyně, kde bude rozvíjena správná metodika měření vzdušných iontů a jejich pohyblivosti. V dnešní době aktuální znečištění atmosféry bude korelováno s koncentrací lehkých vzdušných iontů, Které mohou být použity jako možný indikátor chemického znečištění. Bude se zkoumat vliv cigaretového kouře a rostlin na vzdušné ionty. Obdobně bude probíhat výzkum i v experimentálním lese.

    Školitel: Roubal Zdeněk, Ing., Ph.D.

13. Moderní metody obrazové analýzy pro medicínské aplikace

    Cílem disertační práce je zvýšení vědeckého poznání v oblasti moderních metod analýzy obrazů. V rámci řešení své dizertační práce bude doktorand úzce spolupracovat s Fakultní nemocnicí u sv. Anny (Neurochirurgická klinika). S ohledem na specifické vlastnosti obrazů magnetické rezonance a dalších zobrazovacích modalit budou rozvíjeny metody předzpracování, segmentace a klasifikace obrazů. Předpokládá se využití metod umělé inteligence a strojového učení pro diferenciaci tkání, standardizaci diagnostiky apod.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

14. Nízkoúrovňová měření při studiu chování tekutin

    Cílem disertační práce bude průzkum současných a návrh nových, případně optimalizace současných metod pro nízkoúrovňové měření elektrických veličin pro popis chování tekutin a to primárně při změně jejich skupenství (mrznutí), příp. stanovení přítomnosti a charakterizace parametrů prekurzorního nanofilmu vody a dalších sloučenin. Při řešení disertační práce se předpokládá spolupráce s Ústavem chemie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Bude navázáno na dosavadní výsledky měření elektrického potenciálu mrznoucí kapaliny, přičemž bude prohlubováno poznání v chování tekutin při velmi nízkých teplotách.

    Školitel: Szabó Zoltán, Ing., Ph.D.

15. Nízkoúrovňové měření elektrických veličin pro experimentální a výzkumné aplikace

    Téma je zaměřeno na návrh, realizaci a experimentální ověření systémů pro přesné měření velmi nízkých hodnot elektrického napětí, proudu a elektrického potenciálu (řádově µV–nV, pA–fA) v náročných výzkumných podmínkách. Důraz bude kladen na minimalizaci šumu, potlačení parazitních vlivů (teplotní EMN, únikové proudy, elektromagnetické rušení) a optimalizaci vstupních obvodů měřicí elektroniky.

    Výzkum bude zahrnovat návrh nízkošumových zesilovačů, transimpedančních a diferenčních vstupních struktur, vhodných stínicích a zemnicích koncepcí, včetně analýzy šumových modelů a stability systému. Součástí práce bude rovněž návrh metod kalibrace a dlouhodobé stability měření, případně implementace digitálního zpracování signálu pro zvýšení rozlišitelnosti a přesnosti.

    Praktickým výstupem bude funkční laboratorní měřicí platforma určená pro výzkumné aplikace (např. materiálový výzkum, bioelektrická měření, impedanční spektroskopie), doplněná o metodiku návrhu nízkoúrovňových měřicích systémů s důrazem na reprodukovatelnost.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

16. Numerické modelování multifyzikálních systémů a tvorba digitálních dvojčat s využitím FEM a neuronových sítí

    Téma je zaměřeno na numerické modelování silně vázaných multifyzikálních úloh (např. elektro-tepelných, elektromagneticko-mechanických) s využitím platformy COMSOL Multiphysics a jejich propojení s metodami strojového učení.

    Cílem je vyvinout metodiku kombinující klasické metody konečných prvků (FEM) s neuronovými sítěmi (např. surrogate modely nebo Physics-Informed Neural Networks) pro urychlení výpočtů, parametrickou optimalizaci a řešení inverzních úloh. Součástí práce bude návrh a implementace digitálního dvojčete vybraného technického systému, umožňujícího rychlou predikci, identifikaci parametrů a případně adaptivní aktualizaci modelu na základě experimentálních dat.

    Výsledkem bude obecný metodologický rámec pro efektivní propojení numerických simulací a umělé inteligence s využitím ve výzkumu i průmyslové praxi.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

17. Pokročilé metody diagnostiky bezpečnostních problémů pokrokových elektrických instalací

    V současnosti je možné očekávat zvýšení počtu nebezpečných událostí způsobených elektroinstalačními prvky v důsledku vyššího vytížení energetické sítě. Důvodem je rozšiřování elektromobility a využívání lokálních zdrojů energie, což má za následek obousměrný tok energie a vytížení elektroinstalace na hranici kapacity i v rozvodech bez pravidelné kontroly. Cílem disertační práce bude ve spolupráci s průmyslovými partnery a s bezpečnostním sborem ČR identifikovat typické problémy narušení bezpečnosti způsobené elektroinstalačními prvky a rozvody uvnitř i vně budov. Na základě reálných zkušeností budou pro tyto případy navrženy vlastní nebo optimalizovány současné diagnostické metody, které umožní novou kontrolu a udržení parametrů stávajících přístrojů nebo kontinuální kontrolu celé instalace.

    Přesnost diagnostických metod bude verifikována porovnáním výsledků s měřením na fyzikálních modelech. Na základě verifikovaného modelu bude vyhotovena metodika pro uplatnění návrhu v praxi.

    Školitel: Kadlec Radim, Ing., Ph.D.

18. Pokročilé metody radiofrekvenční detekce částečných výbojů

    Jedním z klíčových problémů spolehlivosti výkonových vysokonapěťových transformátorů je existence částečných výbojů v jejich olejové náplni. Radiofrekvenční metody mohou poskytnout účinný nástroj pro sledování aktivity částečných výbojů. Pro jejich úspěšné nasazení je stěžejní možnost detekce elektromagnetického signálu v pásmu UKV vyzařovaného výbojem. Tento signál má relativně nízkou úroveň a jeho výskyt je doprovázen silným impulzním rušením z jiných výbojových dějů. Na druhou stranu signál disponuje specifickými časovými a kmitočtovými relacemi, které mohou umožnit jeho spolehlivou detekci a vyhodnocení. Téma je zaměřeno na výzkum nového přístupu k detekci elektromagnetických signálů vyzařovaných částečnými výboji, který bude využívat jejich časových a kmitočtových specifik. Cílem práce je prohloubit stav poznání v problematice spolehlivé detekce a identifikace aktivity částečného výboje a zvýšení spolehlivosti provozu výkonových vysokonapěťových transformátorů.

    Školitel: Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D.

19. Pokročilé obvodové prvky a obvody pro vysoce účinné iontové zdroje

    V poslední době rapidně roste zájem o využití kosmických technologií a jsou vyvíjeny nové aplikace využívající satelity na oběžných drahách Země. V souvislosti s problémem kosmického odpadu od proběhlých misí se přitom pozornost obrací i k využití velmi nízkých oběžných drah (Very Low Earth Orbit - VLEO). Na nich je problém odpadu po skončení mise přirozeně vyřešen samovolnou deorbitací satelitu kvůli jeho zpomalování třením o zbytkovou atmosféru. Pro udržení satelitu na VLEO je proto nutné během mise zajistit jeho trvalý pohon. Právě zbytkovou atmosféru je možno využít jako medium pro iontový pohon satelitu spolu s elektrickou energií ze Slunce. Samotné ionty je možno získávat generací plazmatu pomocí vysokofrekvenčního elektromagnetického pole. Jedná se tak o elektrický pohon satelitu s prakticky nevyčerpatelnou zásobou pohonné látky a energie. Nicméně vzhledem k velmi nízké koncentraci plynových částic a limitovanému výkonu ze solárních panelů je potřeba detailně řešit celkovou energetickou bilanci pohonu satelitu tak, aby jeho tah byl schopen kompenzovat odpor atmosféry při letu.

    Jedním z kritických bodů je pak řešení výkonové elektronické části pro elektromagnetickou generaci plazmatu. Pro ni je žádoucí využít nejmodernějších výkonových polovodičových prvků schopných pracovat na vysokých kmitočtech a za vysokých teplot a jejich zapojení v obvodových topologiích umožňujících dosažení vysoké účinnosti.

    Doktorské studium se tak bude zaměřovat na výzkum využití moderních výkonových prvků při generaci plazmatu a výzkum možností dosažení optimalizovaných topologií jejich zapojení. V rámci výzkum budou hledány přístupy a metody pro dosažení celkové vysoké účinnosti konverze elektrické energie na tah iontového pohonu.

    Školitel: Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D.

20. Pokročilé senzorické systémy

    Aktuální výzkum nanomateriálů a jejich průmyslová výroba nese s sebou požadavek na specifické návrhy a řešení senzorických systémů, které jsou schopny za daných podmínek snímat
    velmi rychlé nízkoúrovňové signály z unikátních návrhů senzorů. Pro mechanicko-akustické signály je předpokládaný frekvenční rozsah f=10Hz-10MHz, pro elektromagnetické RF signály
    f=10kHz-1000 MHz.
    Součástí výzkumu je nalezení snímacích prvků, jejich adaptace pro výrobní systém nanomateriálů a tvroba metodiky vyhodnocení produkce parametrů nanomateriálů.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.

21. Výzkum vlastností a aplikací šumových elektromagnetických polí

    Měřicí a diagnostické metody založené na využití vyzařovaného elektromagnetického (EM) pole a jeho interakce s testovanými objekty jsou v současné době dobře zvládnutou a široce využívanou technologií. Ovšem naprostá většina systémů založených na zmíněném přístupu používá koncept, kdy je generováno a vyhodnocováno EM pole s definovaným kmitočtem, resp. je tento kmitočet řízeně rozmítán. V tomto případě je nutno brát v úvahu vliv elektromagnetických vazeb měřeného a měřicího objektu v blízké oblasti, které mohou měření znehodnotit. Naopak, pokud by byly pro diagnostiku použity širokopásmové stochastické signály (šumové signály), bylo by možno tyto vazby potlačit. Téma studia je zaměřeno na výzkum využití konceptu diagnostiky materiálů a elektromagnetických struktur šumovým polem, především v radiofrekvenční a mikrovlnné oblasti, jeho rozvoj a experimentální ověření.

    Školitel: Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D.