Vysokofrekvenční zařízení
VZ-5-MP
Název předmětu | Vysokofrekvenční zařízení (VZ) |
Garant |
doc. Ing. Libor Dražan, CSc. |
Katedra | Katedra komunikačních technologií, elektronického boje a radiolokace |
Předmět specializace | ANO |
Předmět profilujícího základu | ANO |
Teoretický předmět PZ | ANO |
Státní zkouška | NE |
Vícesemestrální předmět | NE |
Předmět jiné školy | NE |
Volitelnost | Povinný |
Klasifikace | Zápočet + Zkouška |
Kredity | 6 |
Dop. roč./sem. | 3/6 |
Počet týdnů | 14 |
Celkem (h) | Př. | Cv. | Lab. | Sem. | Kurzy | Praxe | Stáže | Soustř. | Exkurze | Terén | SP | Konzultace | PV | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Základní pojmy elektromagnetického pole ve vysokofrekvenčním a mikrovlnném pásmu, principy makroskopické elektrodynamiky, popis EM pole, základní veličiny a pojmy EM pole, odraz a průnik EM vlny, polarizace vlny, Maxwellovy rovnice. | 4 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Základní grafické a numerické metody používané pro stanovení parametrů VF a mikrovlnných zařízení, elementární teorie vedení, transformace impedance podél vedení, řešení telegrafních rovnic, Hertzovy vektory, Smithův diagram | 8 | 4 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Základní rozdělení VF a mikrovlnných zařízení, mikrovlnné přenosové struktury, rozdělení, základní charakteristiky a principy šíření EM vln v těchto strukturách, polotuhé a podkritické vlnovody, dielektrické vlnovody, nehomogenní mikrovlnná vedení, periodické struktury. | 8 | 4 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Mikrovlnné filtry, principy činnosti mikrovlnných filtrů, nejpoužívanější typy mikrovlnných filtrů, jejich a použití v radiolokaci | 4 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Reciproční a nereciproční mikrovlnné obvody, popis a analýza recipročních a nerecipročních mikrovlnných obvodů, rozptylová matice, gyromagnetické jevy, šíření EM vln v gyrotropním prostředí | 8 | 4 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Mikrovlnné integrované obvody (MIO), základní principy činnosti MIO, rozdělení, nejpoužívanější zástupci, výpočty parametrů MIO se soustředěnými a rozloženými parametry. | 6 | 4 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Milimetrová VF technologie; aplikace milimetrové techniky v aktivních a pasivních senzorech. Úvod do milimetrové techniky, zvláštnosti šíření milimetrových vln, aplikace mm techniky v aktivních a pasivních senzorech | 4 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Úvod do mikrovlnných antén. Klasifikace mikrovlnných antén, základní parametry antén. | 4 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Metody výpočtu parametrů a způsoby návrhu základních typů mikrovlnných antén, metody grafické a fyzikální optiky. Teoretické základy vyzařování mikrovlnných antén. Vyzařování rovinné apertury, vliv fázových odchylek. | 6 | 4 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Parabolické reflektorové antény, trychtýře, vlnovodné zářiče, analýza parabolických reflektorových antén, impedanční vlastnosti a metody impedančního přizpůsobení, speciální reflektorové antény, trychtýře, vlnovodné zářiče a snímače. | 6 | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Čočky v anténní technice, Dielektrické a kovové čočky. Vlastnosti a konstrukce čoček a zářičů. | 4 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Mikropáskové antény, Návrh a výpočet mikropáskových antén, jejich základní typy a parametry. | 6 | 2 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Širokopásmové antény, Využití UWB technologie, návrh širokopásmové antény pro UWB technologie. | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Anténní soustavy, Základní typy anténních soustav, analýza a návrh anténní soustavy, způsoby napájení anténních soustav. | 6 | 4 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Vícesvazkové anténní fázované soustavy (AFS), Rovinné a adaptivní AFS, elektronické snímání, aktivní a pasivní AFS, Vícesvazkové AFS, konstrukce a vlastnosti AFS a využití AFS v moderních radiotechnických systémech. | 4 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Metody měření základních parametrů VF a mikrovlnných zařízení, seznámeni se základními metodami měření parametrů vysokofrekvenčních a mikrovlnných zařízení, zvláštnostmi měření mikrovlnných antén ve volném prostoru a v anechoické komoře. | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Praktické měření antén v anechoické komoře | 2 | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Typy, základní parametry a principy činnosti vysílačů používaných v radiolokaci. Primární, sekundární radiolokátor – princip činnosti, Vf díly radaru, blok přijímač-vysílač a jeho koncepce řešení z hlediska koherence. | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Srovnání vakuových a polovodičových součástek. Elektronky a polovodičové součástky v koncových stupních radarových vysílačů. | 2 | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Výkonové elektronkové vysílací prvky; popis interakce elektronů s elektromagnetickým polem, základní energetické vztahy interakce elektronů s EM polem, podmínka samobuzení, rychlostní modulace. Základní typy emise, řízení proudu ve vakuu, anodová ztráta. Homogenní, nehomogenní zpomalovací struktury. Průletový klystron, hustotní modulace, vícedutinové klystrony. Klystronový násobič kmitočtu. Konstrukce a použití výkonových klystronů. Reflexní klystron, podmínka oscilací, elektrické a mechanické ladění, impulzní modulace | 4 | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Princip činnosti a technická realizace elektronek s postupnou vlnou a elektronek se zkříženými poli, Permaktron, výkonová rovnice, zesílení elektronky s postupnou vlnou. Karcinotron typu O, závislost frekvence na napětí. Karcinotron typu M. Magnetrony, stabilita oscilací, metoda oddělení rezonančních frekvencí, vytvoření shluků. Magnetrony, pohybová rovnice elektronů, kritická parabola, synchronizační potenciál, cyklotronová frekvence, pohyb elektronu po cykloidě, základní rovnice magnetronu. | 4 | 2 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Rozdělení, principy činnosti a způsoby zapojení modulátorů, tyratrony se stínící mřížkou, vícesystémové tyratrony, rotační jiskřiště, rtuťový ignitron. Nabíjení kondenzátorů, zapojení kapacitních modulátorů. Impulsní modulátory, možnosti generace impulsu, zásobníková kapacita, zásobníková indukčnost, kondenzátorový modulátor, základní zapojení kondenzátorových modulátorů. | 4 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Linkový modulátor, vybíjení a nabíjení link. mod., zapojení linkového modulátoru. Ochrany linkových modulátorů. | 2 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Polovodičové vysílací prvky; rozdělení a principy jejich činnosti, Mikrovlnné diody, varikap, varaktor, kapacitní diody s krokovým zotavením, PIN, tunelová dioda, inverzní dioda. Gunnův jev, pracovní režimy Gunnovy diody, mechanismus zničení. Lavinový jev, pracovní režimy lavinové diody. Mikrovlnné bipolární tranzistory. Mikrovlnné unipolární tranzistory. Heterostrukturní mikrovlnné tranzistory. | 4 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Základní princip činnosti polovodičových generátorů v mikrovlnné oblasti; realizace oscilátorů, Oscilátory s Gunnovými diodami a lavinovými diodami. Náhradní schéma mikrovlnného tranzistoru, nízkošumové mikrovlnné bipolární tranzistory. Výkonové mikrovlnné bipolární tranzistory. Nízkošumové MES FETy, výkonové MES FETy. | 6 | 4 | 0 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Povinná:
Nováček, Z. Elektromagnetické vlny, antény a vedení. Brno: VUT, 2006. ISBN 80-214-3301-9
Tysl V., Růžička, V. Základy mikrovlnné techniky. Praha: SNTL, 1989. ISBN: 80-03-00141-2
Hanus, S., Svačina, J. Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika. Brno: VUT, 2000. ISBN 80-214-1765-X
Zeman, M. Antény a anténní soustavy. Brno: Univerzita obrany, 2006. S-2746
Doporučená:
Vrba, J. Měření na centimetrových vlnách 1. díl - Měřicí přístroje a základní měření. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1958.
Vrba, J. Měření na centimetrových vlnách 2. díl - Měřicí metody pro mikrovlnná spojová zařízení. Praha: NADAS, 1980.
Nováček, Z. Elektromagnetické vlny, antény a vedení. Brno: VUT, 2006. ISBN 80-214-3301-9
Tysl V., Růžička, V. Základy mikrovlnné techniky. Praha: SNTL, 1989. ISBN: 80-03-00141-2
Hanus, S., Svačina, J. Vysokofrekvenční a mikrovlnná technika. Brno: VUT, 2000. ISBN 80-214-1765-X
Zeman, M. Antény a anténní soustavy. Brno: Univerzita obrany, 2006. S-2746
Doporučená:
Vrba, J. Měření na centimetrových vlnách 1. díl - Měřicí přístroje a základní měření. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1958.
Vrba, J. Měření na centimetrových vlnách 2. díl - Měřicí metody pro mikrovlnná spojová zařízení. Praha: NADAS, 1980.
Ústní, písemná, účast na cvičení, zpracované protokoly z laboratorních cvičení