Vedení pro datové přenosy - B2B17VDP

Kredity 4
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace
Předmět seznamuje s metodami analýzy a vlastnostmi široké škály typů vedení a vlnovodů používaných pro přenos datových signálů a pro konstrukci obvodových prvků pro průmyslové aplikace ve vysokofrekvenční a mikrovlnné technice. Pozornost je věnována obecným vlastnostem přenosových vedení jako pasivních lineárních systémů, jejich maticovému popisu, impedančnímu přizpůsobování a principům činnosti obvodů založených na vlastnostech vedení - přizpůsobovacích obvodů, resonátorů, překážek a přechodů na vedení, vazebních členů, děličů výkonu apod. Vhodným způsobem je kombinován obvodový a polní popis.
Cíle studia
Získat znalosti v oblasti vedení a vlnovodů pro přenosy signálu a pro konstrukci obvodových komponent založených na vlastnostech vedení ve vysokofrekvenční a mikrovlnné technice.
Osnovy přednášek
1. Klasifikace a parametry vedení a vlnovodů. Teorie vedení - telegrafní rovnice, impedanční poměry na vedení, zatížené vedení, vstupní impedance
2. Vedení a vlnovody - analýza, společné vlastnosti
3. Kovové vlnovody obdélníkové průřezu
4. Vlnovody kruhového průřezu, planární vlnovody integrované do substrátu
5. Smithův diagram - grafická pomůcka pro práci s impedancemi a vedeními
6. Přizpůsobování impedancí pomocí vedení, eliminace odrazů
7. Popis vedení a vysokofrekvenčních obvodů maticemi: S, ABCD parametry, orientované grafy
8. Planární typy vedení - mikropásková, pásková, štěrbinová a koplanární
9. Vf a mikrovlnné rezonátory
10. Vysokofrekvenční obvody využívající vlastností vedení
11. Koaxiální a dvoudrátová vedení, kroucené páry
12. Překážky na vedení, přechody mezi různými typy vedení a vlnovody
13. Vazební členy a děliče výkonu
14. Periodické struktury na vedení - úvod k realizaci filtrů
Osnovy cvičení
1. Výpočty základních parametrů obecného vedení
2. Smithův diagram - zobrazování a transformace impedancí
3. Přizpůsobování impedancí pomocí Smithova diagramu
4. Výpočty rozptylových parametrů a jejich využití pro analýzu mikrovlnných vedení a obvodů
5. Výpočty základních parametrů kovových vlnovodů
6. Výpočty základních parametrů koaxiálních vedení a rezonátorů
7. Počítačová analýza a syntéza mikropáskových vedení
8. Počítačová analýza a syntéza štěrbinových a koplanárních vedení
9. Analýza vedení zatížených periodickými prvky
10. Analýza vícevodičových vedení
11. Využití orientovaných grafů pro analýzu a syntézu mikrovlnných vedení a obvodů
12. Laboratorní úloha č.1. Studie přenosu EM energie podél přenosových struktur
13. Laboratorní úloha č.2. Měření rozptylových parametrů vedení zatížených periodickými prvky
14. Laboratorní úloha č.3. Měření vlastností planárních, koaxiálních a dutinových rezonátorů
Literatura
1. D. M. Pozar, Microwave Engineering, 3rd ed., John Wiley & Sons, 2005.
2. R. E. Collin, Foundations for Microwave Engineering, 2nd ed., Wiley-IEEE Press, 2000.
3. C. R. Paul, Analysis of Multiconductor Transmission Lines, 2nd ed., Wiley-IEEE Press, 2007.
4. K. Hoffmann, Pasivní mikrovlnné obvody, skripta, ČVUT FEL, 2003.
Požadavky
základní znalosti teorie elektromagnetického pole a teorie obvodů