Moodle FEL ČVUT
RF funkční bloky
B242 - Letní 2024/2025
Tento předmět se nenachází v Moodle. Na jeho domovskou stránku se můžete dostat pomocí tlačítka "Stránka kurzu (mimo Moodle)" vpravo (pokud existuje).
RF funkční bloky - A8M17RFB
| Kredity | 7 |
| Semestry | zimní |
| Zakončení | Zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 6P+0L |
Anotace
Předmět seznamuje s vysokofrekvenčními a mikrovlnnými pasivními obvody v planárních a monolitických strukturách -
vedeními, směrovými členy, děliči, filtry, rezonančními obvody a CAD nástroji pro návrh mikrovlnných obvodů. Dále
jsou obsahem mikrovlnné diody, tranzistory, bipolární, MESFET a HEMPT, základní parametry zesilovačů, návrh
úzkopásmových a širokopásmových a nízkošumových zesilovačů, mikrovlnné diodové a tranzistorové oscilátory,
detektory a směšovače, násobiče. Předmět také přehledně pokrývá .problematiku základního mikrovlnného měření.
Měření výkonu, skalární analyzátor, spektrální analyzátor, měření šumu, měření frekvence, vektorové měření, měření v
časové oblasti.
vedeními, směrovými členy, děliči, filtry, rezonančními obvody a CAD nástroji pro návrh mikrovlnných obvodů. Dále
jsou obsahem mikrovlnné diody, tranzistory, bipolární, MESFET a HEMPT, základní parametry zesilovačů, návrh
úzkopásmových a širokopásmových a nízkošumových zesilovačů, mikrovlnné diodové a tranzistorové oscilátory,
detektory a směšovače, násobiče. Předmět také přehledně pokrývá .problematiku základního mikrovlnného měření.
Měření výkonu, skalární analyzátor, spektrální analyzátor, měření šumu, měření frekvence, vektorové měření, měření v
časové oblasti.
Cíle studia
None
Osnovy přednášek
1. Základní rf. a mikrovlnné veličiny, typy vedení, planární a monolitické technologie, programové nástroje.
Planární vedení - symetrické, mikropáskové, štěrbinové koplanární, vázané vedení.
2. Směrové vazební členy - směrová odbočnice z vázaných vedení, příčkové vazební členy, kruhové vazební
členy, kombinovaný hybridní člen.
3. Děliče výkonu, odporové, Wilkinsonův, děliče s nestejným dělicím poměrem, mnoha výstupové děliče.
Mikrovlnné součástky se soustředěnými parametry.
4. Rezonanční obvody v mikrovlnné integrované technice. Mikrovlnné planární filtry (LC, .s rozloženými
parametry, dielektrické, keramické, SAW, YIG).
5. Stabilita dvoubranu. Úzkopásmové a širokopásmové přizpůsobení.
6. Mikrovlnné tranzistory, BJT, HBT, MESFET, HEMPT, mikrovlnné diody, Schottky, varaktory, SRD, PIN,
tunelové, lavinové, Gunnovy.
7. Tranzistorové zesilovače, návrh s absolutně stabilním a podmíněně stabilním tranzistorem, nízkošumové,
širokopásmové, balanční, zpětnovazební, s postupnou vlnou, výkonové, třídy A, B, C, D, E, F, nelineární
zkreslení.
8. Oscilátory, diodové, tranzistorové, aktivní rezonanční obvody, dvoubranový návrh.
9. Směšovače, jednodiodový směšovač, balanční směšovač, tranzistorový směšovač.
10. Frekvenční násobiče, varistorové násobiče, varaktorové násobiče na barierové kapacitě, SRD násobiče,
tranzistorové násobiče.
11. Základní měřené parametry vf. obvodů ve frekvenční a časové oblasti, důležitost impedančního přizpůsobení.
Základní odlišnosti od nf. měření Skalární analyzátor, detektory a směrové můstky, blokové schéma zapojení,
měření odrazů a přenosů, kalibrace a chyby měření, použití AM. Měření výkonu.
12. Spektrální analyzátor, vnitřní zapojení a hlavní parametry, měření nelineárních parametrů, způsob popisu
nelineárního chování VF obvodů, buzení nelineárních obvodů při výpočtech a měření, Nelineární produkty 2. a
3. řádu, Měření bodů -1dB komprese, měření vyšších harmonických, IP2, IP3, měření IM produktů. Měření
frekvence, mikrovlnné čítače.
13. Měření šumového čísla a šumové teploty, Definice F, Te, šumové číslo imp. přizpůsobených pasivních obvodů,
princip měření F, definice Y, základní šumové zdroje, definice ENR, Friisův vztah, měření DSB, SSB
14. Vektorové měření s-parametrů, základní principy vektorového měření s-parametrů, měření jednobranů,
dvoubranů a vícebranů, chyby měření, kalibrační metody. Měření v časové oblasti.
Planární vedení - symetrické, mikropáskové, štěrbinové koplanární, vázané vedení.
2. Směrové vazební členy - směrová odbočnice z vázaných vedení, příčkové vazební členy, kruhové vazební
členy, kombinovaný hybridní člen.
3. Děliče výkonu, odporové, Wilkinsonův, děliče s nestejným dělicím poměrem, mnoha výstupové děliče.
Mikrovlnné součástky se soustředěnými parametry.
4. Rezonanční obvody v mikrovlnné integrované technice. Mikrovlnné planární filtry (LC, .s rozloženými
parametry, dielektrické, keramické, SAW, YIG).
5. Stabilita dvoubranu. Úzkopásmové a širokopásmové přizpůsobení.
6. Mikrovlnné tranzistory, BJT, HBT, MESFET, HEMPT, mikrovlnné diody, Schottky, varaktory, SRD, PIN,
tunelové, lavinové, Gunnovy.
7. Tranzistorové zesilovače, návrh s absolutně stabilním a podmíněně stabilním tranzistorem, nízkošumové,
širokopásmové, balanční, zpětnovazební, s postupnou vlnou, výkonové, třídy A, B, C, D, E, F, nelineární
zkreslení.
8. Oscilátory, diodové, tranzistorové, aktivní rezonanční obvody, dvoubranový návrh.
9. Směšovače, jednodiodový směšovač, balanční směšovač, tranzistorový směšovač.
10. Frekvenční násobiče, varistorové násobiče, varaktorové násobiče na barierové kapacitě, SRD násobiče,
tranzistorové násobiče.
11. Základní měřené parametry vf. obvodů ve frekvenční a časové oblasti, důležitost impedančního přizpůsobení.
Základní odlišnosti od nf. měření Skalární analyzátor, detektory a směrové můstky, blokové schéma zapojení,
měření odrazů a přenosů, kalibrace a chyby měření, použití AM. Měření výkonu.
12. Spektrální analyzátor, vnitřní zapojení a hlavní parametry, měření nelineárních parametrů, způsob popisu
nelineárního chování VF obvodů, buzení nelineárních obvodů při výpočtech a měření, Nelineární produkty 2. a
3. řádu, Měření bodů -1dB komprese, měření vyšších harmonických, IP2, IP3, měření IM produktů. Měření
frekvence, mikrovlnné čítače.
13. Měření šumového čísla a šumové teploty, Definice F, Te, šumové číslo imp. přizpůsobených pasivních obvodů,
princip měření F, definice Y, základní šumové zdroje, definice ENR, Friisův vztah, měření DSB, SSB
14. Vektorové měření s-parametrů, základní principy vektorového měření s-parametrů, měření jednobranů,
dvoubranů a vícebranů, chyby měření, kalibrační metody. Měření v časové oblasti.
Osnovy cvičení
None
Literatura
1. Thomas H. Lee, Planar Microwave Engineering,Cambridge University Press
2. George D. Vendelin, Anthony M. Pavio, Ulrich L. Rohde, Microwave Circuit Design Using Linear and
Nonlinear Techniques, John Willey
3. G. H. Bryant, Principles of Microwave Measurements, IEE Electrical Measurement Series 5, Peter Peregrinus
4. K. Hoffmann, Planární mikrovlnné obvody, skriptum ČVUT FEL
5. K. Hoffmann, P. Hudec, V. Sokol, Aktivní mikrovlnné obvody, skriptum ČVUT FEL
2. George D. Vendelin, Anthony M. Pavio, Ulrich L. Rohde, Microwave Circuit Design Using Linear and
Nonlinear Techniques, John Willey
3. G. H. Bryant, Principles of Microwave Measurements, IEE Electrical Measurement Series 5, Peter Peregrinus
4. K. Hoffmann, Planární mikrovlnné obvody, skriptum ČVUT FEL
5. K. Hoffmann, P. Hudec, V. Sokol, Aktivní mikrovlnné obvody, skriptum ČVUT FEL
Požadavky
None