Popis předmětu - B2M17CAD
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 22.7.2024 17:51:06, semestry: Z,L/2023-4, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |