Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M17CADA
Anotace:
Cílem předmětu je seznámení studentů s principy a technikami využívanými v moderním 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 parametrů na hustotě segmentace |
| 13. | | Seznámení s 3D MoM simulátorem EM pole AXIEM |
| 14. | | Kontrola a vyhodnocení projektových úloh, zápočet |
Literatura:
Škvor, Z.: CAD pro vf. Techniku. Skriptum ČVUT, 3. vydání, Praha 2005
Hoffmann, K.: Mikrovlnné integrované obvody. Skriptum ČVUT, Praha 2007
| [1] | | Gupta, K.C., Garg, R., Chadha, R.: Computer-Aided Design of Microwave Circuits. Artech House, Dedham 1981. |
| [2] | | David M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed., John Wiley & Sons, 2012, ISBN: 978-0-470-63155-3. |
Požadavky:
Klíčová slova:
Počítačem podporovaný návrh (CAD) Vysokofrekvenční obvody Mikrovlny Simulátor elektromagnetického pole Vedení Optimalizace
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 5.12.2024 17:51:00, semestry: Z/2025-6, Z,L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |