Moodle FEL ČVUT

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

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

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

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.

None