420-4012/02 – Šíření elektromagnetických vln a antény (ŠvA)
| Garantující katedra | Katedra elektrotechniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Lubomír Ivánek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Seznámit studenty s problematikou přenosu radiového signálu ve volném prostoru, v zástavbě, vlnovodech a dalších vlnovodných mediích, s problematikou antén a šíření vln pro mobilní technologie, wi-fi apod.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Vedené vlny - jednodrátový vodič, dvojlinka, koaxiální vedení. Šíření vln na mikropáscích. Základy interference elektronických obvodů. Elmag. pole elementárních zářičů. Směrovost antén. Impedanční vlastnosti antén. Parametry prostředí. Obecná charakteristika šíření vln v jednotlivých pásmech. Rovnice rádiového přenosu. Přízemní vlny. Šíření vln v polovodivém prostředí, nad rovinným zemským povrchem, nad kulovým povrchem země, nad nehomogenní půdou, v troposféře, v ionosféře. Fázová a skupinová rychlost. Permitivita. Odraz a lom vln v ionosféře. Útlum a únik vln. Satelitní komunikace. Anténní řady. Lineární antény. Širokopásmové antény. Vliv země. Napájení antén. Symetrizace. Impedanční přizpůsobení.Plošné antény. Polarizační vlastnosti.
Povinná literatura:
Mazánek, M., Pechač, P.: Šíření elektromagnetických vln a antény, ČVUT Praha, 2004.
Černohorský, D. - Nováček, Z.: Antény a šíření elektromagnetických vln, skripta VUT Brno, 1989.
Doporučená literatura:
Pecháč, P.: Šíření vln v zástavbě - modely pro plánování mobilních rádiových spojů, BEN Praha, 2005.
Brisbin, S.: Wi-fi - postavte si svou vlastní wi-fi síť, Neocortex Praha, 2003.
Prokop, J. - Vokurka, J.: Šíření elektromagnetických vln a antény. SNTL/ALFA, 1980.
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
• Průběžné ověřování znalostí studentů na početních cvičeních formou diskuse a dotazů s cílem aktivního zapojení studentů do výuky. Identifikovat, dedukovat a hledat řešení problémů a jejich interpretace studenty.
• Semestrální práce a projekty na zadané téma na základě výběru, přezkoumání, seřazení a konečné kompilace faktů a jejich zapracování do konečné formy zadané práce.
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky nejsou na studenty kladeny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
•Vnější úloha elektrodynamiky. Elmag. pole elementárních zářičů.
•Parametry prostředí. Prostory pro šíření vln a druhy šíření. Obecná charakteristika šíření vln v jednotlivých pásmech.
•Vedené vlny - jednodrátový vodič, symetrický a nesymetrický vodič (koaxiální vedení).
•Vedení elektromagnetické energie vlnovody - buzení vlnovodů. Šíření vln v mikropáscích.
•Rovnice rádiového přenosu. Leontovičovy okrajové podmínky.
•Přízemní vlny. Šíření vln v polovodivém prostředí, nad rovinným zemským povrchem, nad kulovým povrchem země, nad nehomogenní půdou.
•Šíření rádiových vln v ionosféře. Vznik ionizovaných vrstev v atmosféře. Zdroj ionizace.
•Šíření rádiových vln v troposféře. Vliv nerovnoměrnosti zemského povrchu a překážek na šíření vln. Útlum a únik vln.
•Satelitní komunikace. Dálkové šíření vln pomocí spojových družic. Pasivní a aktivní retranslace. Volba optimálního kmitočtového pásma.
•Anténní řady. Dvojice zářičů. Obecná anténní řada. Fázované anténní řady.
•Lineární antény. Proudové rozložení válcových vodičů. Širokopásmové antény. Vliv země. Napájení antén. Symetrizace. Impedanční přizpůsobení.
•Plošné antény. Směrové charakteristiky obdélníkové plochy. Trychtýřové antény, štěrbinové antény, reflektorové antény. Čočky.
•Přijímací antény. Polarizační vlastnosti. Příjem elipticky polarizované vlny. Konstrukce přijímacích antén. Antény pro příjem slabých signálů.
•Základy interference elektronických obvodů.
Cvičení:
•Fresnelovy zóny a Leontovičovy okrajové podmínky.
•Friisova přenosová rovnice.
•Směrové charakteristiky antén.
•Impedance antén.
•Přizpůsobení a ztráty.
Laboratoře:
•Měření na drátové anténě.
•Kmitočtová závislost impedance reálné cívky při velmi vysokých frekvencích.
•Směrové charakteristiky antén.
•Impedance antén.
•Kmitočtová závislost impedance cívky pro různé materiály jádra při vysokých frekvencích.
•Vlny na vedeních, Lecherovy dráty.
Počítačové laboratoře:
•Výpočet směrových charakteristik antén pomocí programu MM Antenna analyzer.
•Zjišťování Fresnelových zón pomocí programu PROFIL.
•Navrhování anténních napáječů a vedení počítačem.
Projekt:
•Návrh krátkovlnného rádiového spoje.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.