Výsledky vzdelávania:
Absolvent predmetu chápe princípy prenosu a šírenia a spracovania vysokofrekvenčnej energie.
Vedomosti a porozumenia
Po absolvovaní predmetu študent:
– pozná základné fyzikálne procesy, ktoré sa vyskytujú vo vysokofrekvenčných dejoch,
– pozná základné vlastnosti a princípy pasívnych a aktívnych vysokofrekvenčných obvodov,
– pozná metódy bezstratového prenosu vysokofrekvenčnej energie.
Nadobudnuté zručnosti a kompetencie
– schopnosť analýzy a syntézy pasívnych vysokofrekvenčných zariadení ako sú napríklad vedenia, žiariče, rozbočovače, zlučovače a smerovače signálov,
– schopnosť prispôsobiť záťaž ku generátoru,
– schopnosť merať vysokofrekvenčné parametre obvodov,
– schopnosť diagnostikovať rozsiahle vysokofrekvenčné systémy,
– schopnosť dizajnovať vysokofrekvenčnú trasu v rátanie antén.
– schopnosť navrhnúť riešenie, obhájiť riešenie, prezentovať riešenie a spolupracovať v tíme pri jeho implementácii.
Na obrázku vidíme pohľad na vlnovody ktoré sa používajú na rádio reléovej severnej trase V SR na prenos dát (internet, obraz, zvuk) z vysielacieho pracoviska Bratislava Kamzík až na východ Slovenska. Princíp činnosti vlnovodu je tiež súčasťou výučby v predmete Vysokofrekvenčná technika.
Načo je to dobré ?
Budete jedni z mála odborníkov, ktorí rozumejú praktickému využitiu elektromagnetických polí. Nie len rovniciam, ale hlavne tomu, kde sa polia využívajú, akými prvkami sa dizajnujú ako dochádza k premene prúdu a napätia na elektromagnetické pole a naopak. Určite každý z vás má mobil. To je taká malá ukážka na čo je vysokofrekvenčná technika dobá. Ste v kontakte, skoro na každom mieste na zemi a na to aby tomu tak mohlo byť, musia existovať odborníci na vysokofrekvenčnú techniku. Určite ste počuli o 5G o Starlinku o mikrosatelitoch, … a to je veľká výzva pre obsah predmetu aj nasledovný výskum.
Prečo si vybrať tento predmet:
Cvičenia trochu inak
V rámci cvičení študenti predmetu vysokofrekvenčná technika sa naučia pracovať so softvérom ANSYS Electronics, Smithovým diagramom a odsimulujú si základné (najjednoduchšie prvky) vysokofrekvenčnej techniky. Cvičenia neostanú len v teoretickej rovine, ale všetky odsimulované prvky si študenti sami vyrobia, alebo dajú vyrobiť (napríklad v JCL PCB). Hotové mikrostripové zariadenia si nakoniec zmerajú obvodovým analyzátorom a porovnajú s odsimulovanými hodnotami.
Na videu môžeme vidieť čo všetko dokáže jeden z najmodernejších nástrojov na simuláciu elektromagnetických problémov Ansys Electronics Desktop.
V počítačovej učebni je tiež k dispozícii pre študentov program AWR Microwave Office, o ktorom sa dá povedať, že je priemyselným štandardom v oblasti návrh mikrovlnných obvodov.
Navrhnete, zostrojíte, zmeriate, vyhodnotíte
Predmet je zameraný najmä na pochopenie a praktickú realizáciu mikrovlnných obvodov.
| Prednášky | Cvičenia | Praktické cvičenia | Merania |
|---|---|---|---|
| Úvod, elementárne polia a vlny | Smithov diagram | Ansys HFSS | S parametre |
| Skin efekt | Sériové prispôsobenie | Mikropásik | Network analyzátor |
| Dlhé vedenia | Paralelné prispôsobenie | Paralelné prispôsobenie | Zapojenie mikrovlnných obvodov |
| Impedančné prispôsobenie | Multisekčné transformátory | Willkinsonov delič | S parametrov navrhnutých a zostrojených obvodov |
| Mikrovlnné prenosové vedenia | Širokopásmový delič | S parametrov navrhnutých a zostrojených obvodov | |
| Planárne vedenia | Hybrid | S parametrov navrhnutých a zostrojených obvodov | |
| Prvky so sústredenými parametrami | Balun | ||
| Wilkinson, hybrid, smerová odbočnica | Patch anténa |
Čo sa ešte hodí
Smithov diagram
V roku 1933 navrhol a publikoval Philiph Smith grafický nástroj zjednodušujúci počítanie a riešenie problémov súvisiacich s transformáciou impedancie na vedení. Keďže v tom čase (a ešte dlhé roky potom) nebola výpočtová technika na dostatočnej úrovni, Smithov diagram sa stal jednou z najpoužívanejších pomôcok pri vývoji vysokofrekvenčných obvodov. Aj keď v súčasnosti moderné simulačné programy riešia dané úlohy oveľa efektívnejšie, Smithov diagram ostáva naďalej veľmi užitočnou pomôckou hlavne pri zobrazení výsledkov meraní a simulácií.
Smithov diagram je zobrazenie činiteľa odrazu v polárnych súradniciach, do ktorého je potom namapovaná impedančná (z = r + jx) a/alebo admitančná (y = g + jb) rovina. Označenie jednotlivých premenných malými písmenami hovorí, že všetky hodnoty na diagrame sú normalizované k referenčnej impedancii systému Z0 (najčastejšie 50 Ω).
A by ste potrebovali viac informácií ohľadom tohto predmetu, alebo potrebujete pridať nejaké zaujímavé linky, neváhajte sa ozvať.
Podmienky pre absolvovanie predmetov Elektrotechnika a Elektrotechnika 1
Cvičenia z predmetu Elektrotechnika a Elektrotechnika 1:
- Laboratórne cvičenia, ktoré budú zamerané na výpočet, meranie a simuláciu elektrických obvodov. Za odovzdanie laboratórnych správ môžete získať 15 bodov.
- Počas semestra budú 2 zápočtové písomky – jedna bude asi v polovici a druhá pred koncom semestra. Za zápočtové písomky môžete získať 2 x 10 bodov.
- Spolu môžete získať za cvičenia max. 35 bodov a tieto získané body budú zahrnuté aj do skúšky.
Podmienky, aby ste sa mohli zúčastniť skúšky:
- Musíte odovzdať všetky správy z laboratórnych cvičení v požadovanej forme a kvalite.
- Musíte získať aspoň 15 bodov ma nárok na zápočet.
Skúška
1. Výsledky počas semestra (cvičenia): max. 35 bodov
- Za spracovanie laboratórnych správ (15 bodov)
- Zápočtové písomky (20 bodov)
2. Skúška (praktická + písomná + ústna časť): max. 65 bodov
- Skúška sa bude realizovať písomne prezenčnou formou štúdia. Prípadne písomná prezenčná forma skúšky sa môže realizovať pomocou testu pomocou MS Forms.
- Skúška má v malej miere obsiahnuť teóriu predmetu a vo väčšej miere zručnosť z počítania príkladov.
- O presnej forme realizácie skúšky z predmetu Elektrotechnika a Elektrotechnika 1 budete informovaný na poslednej prednáške.
———————————————————————————————
Spolu (Výsledky počas semestra + Skúška): max. 100 bodov
Hodnotenie:
| A | výborne | <92-100> |
| B | veľmi dobre | <83-92) |
| C | dobre | <74-83) |
| D | uspokojivo | <65-74) |
| E | dostatočne | <56-65) |
| FX | nedostatočne | <0-56) |
Prepojené s vedou a praxou
V laboratóriu vysokofrekvenčnej techniky prebieha súbor rôznych meraní. Na obrázku vidíme kalibráciu stripline vedenia pomocou vysokofrekvenčnej sondy, ktorá bola tiež vyvinutá na Ústave elektrotechniky. Kalibrovaný stripline poslúži ako zdroj referenčného elektromagnetického poľa pre ďalšie merania a kalibrácie. Meranie je súčasťou riešenia dizertačnej práce.
Aj pre takéto výskumné úlohy dáva absolvovanie vysokofrekvenčnej techniky dobré základy.
UČITELIA PREDMETU
Pripoj sa k viac ako 100 študentom ktorí študujú na Ústave elektrotechniky
Staň sa súčasťou ÚE a začni svoju kariéru.
