Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod

---

B2M17CAD	CAD ve VF technice
Role:		Rozsah výuky:	2P+2C
Katedra:	13117	Jazyk výuky:	CS
Garanti:		Zakončení:	Z,ZK
Přednášející:		Kreditů:	5
Cvičící:		Semestr:	L

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M17CAD

Anotace:

Cílem předmětu je seznámení studentů s výpočetními principy a technikami využívanými v moderní analýze a návrhu mikrovlnných prvků a obvodů.

Cíle studia:

Seznámení s principy a technikami využívanými v moderních mikrovlnných obvodech, stejně jako se základními metodami návrhu takových obvodů a systémů.

Obsah:

Mikrovlnné obvodové prvky a integrované obvody, jejich návrh pomocí metod CAD, vhodné metody řešení polí.

Osnovy přednášek:

1.		Úvod - mikrovlnná technika, specifické jevy, elektrický obvod jako prostředí vedoucí vlny.
2.		Reálná vedení využívaná v MIO, diskontinuity.
3.		Optimalizace elektrických obvodů, kriteriální funkce, optimalizační metody lokální a globální
4.		Optimalizační metody inspirované živou přírodou, paretovská optimalizace.
5.		Úvod do numerického řešení elektromagnetických polí.
6.		Řešení statických a harmonicky časově proměnných polí metodou konečných diferencí (FD).
7.		Metoda konečných prvků (FEM), metoda momentů (MoM).
8.		Metody pro analýzu elektromagnetických polí v mikrovlnných prvcích. obvodech a systémech, frekvenční oblast.
9.		Metoda konečných diferencí v časové oblasti (FDTD).
10.		Okrajové a absorpční podmínky v časové oblasti.
11.		Určení (extrakce) obvodových parametrů z výsledků analýzy elektromagnetického pole.
12.		Základní metody analýzy nelineárních obvodů ve frekvenční a časové oblasti, harmonická rovnováha.
13.		Analýza elektricky rozsáhlých struktur.
14.		Analýza optoelektronických obvodů

Osnovy cvičení:

1.		Úvod, problémy způsobené konečnými rozměry obvodů - a jak jich lze naopak využít.
2.		Metoda konečných diferencí (Finite Difference, FD) v elektrostatice
3.		FD, rozhraní dielektrik
4.		FD, analýza stíněného páskového vedení, zadání projektové úlohy
5.		Metoda konečných diferencí v časové oblasti (Finite Difference Time Domain, FDTD), diskretizace Maxwell. rovnic v 1D prostoru, numerická disperze, koeficient stability řešení
6.		FDTD, buzeni, absorpční hraniční podmínka (ABC), odraz na rozhraní dvou prostředí
7.		FDTD, konstanta šíření, materiálová absorpce, princip dokonale přizpůsobených vrstev (PML), přechod do frekv. oblasti - koef. odrazu
8.		Práce na projektové úloze
9.		CST Microwave Studio - práce s profesionálním simulátorem EM pole
10.		CST Microwave Studio - práce se simulátorem EM pole, pokročilé funkce
11.		Metoda momentů - rozložení náboje na desce
12.		Metoda momentů - rozložení proudové hustoty na dipólu, vstupní impedance, závislost anténních parametrů na hustotě segmentace
13.		Seznámení s 3D MoM simulátorem EM pole AXIEM
14.		Kontrola a vyhodnocení projektových úloh, zápočet

Literatura:

[1]		Z. Škvor, CAD pro vf. techniku. Skriptum ČVUT, 3. vydání, Praha 2005.
[2]		K. Hoffmann,: Mikrovlnné integrované obvody. Skriptum ČVUT, Praha 2007.
[3]		R. Garg, Analytical and Computational Methods in Electromagnetics, Artech House, 2008.
[4]		Gupta, K.C., Garg, R., Chadha, R.: Computer-Aided Design of Microwave Circuits. Artech House, Dedham 1981.
[5]		D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed., John Wiley & Sons, 2012.

Požadavky:

Klíčová slova:

mikrovlny optimalizace počítačem podporovaný návrh (CAD) simulátor elektromagnetického pole vedení vysokofrekvenční obvody

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán

Obor

Role

Dop. semestr

---

Stránka vytvořena 16.3.2025 17:50:58, semestry: L/2025-6, Z,L/2024-5, Z/2025-6, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů

Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)