Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania

Elektronika mikrofalowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu:	103A-ELEIF-ISP-MIKE
Kod Erasmus / ISCED:	(brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu:	Elektronika mikrofalowa
Jednostka:	Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy:	( Przedmioty obowiązkowe )-Elektronika i fotonika-inż.-EITI ( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne:	2.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS: roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS; tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h; 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się; tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS; nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia:	polski
Jednostka decyzyjna:	103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Kod wydziałowy:	MIKE
Numer wersji:	1
Skrócony opis:	Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami elektroniki mikrofalowej. Przedmiot jest kontynuacją „Teorii elektromagnetyzmu” i ma zapewnić podstawowe informacje wymagane dla kolejnych przedmiotów związanych tematyką układów wielkiej częstotliwości. Przedmiot stanowi wprowadzenie studentów studiów inżynierskich do podstawowej problematyki układów wielkiej częstotliwości. W szczególności przedstawione są najważniejsze elementy układów wielkiej częstotliwości, oraz wstępne informacje o ich projektowaniu. Przedstawione zostaną też zagadnienia analizy układów elektronicznych pracujących w zakresie wielkich częstotliwości.
Pełny opis:	WYKŁAD (2 godziny) - wprowadzenie, przypomnienie podstaw dotyczących pól i fal elektromagnetycznych Wprowadzenie i przedstawienie zasad zaliczenia przedmiotu Omówienie stosowanych zakresów częstotliwości fal elektromagnetycznych stosowanych w elektronice i telekomunikacji. Przedstawienie podstawowych i zaawansowanych zastosowań układów wielkiej częstotliwości, np. w systemach komunikacji przewodowej i bezprzewodowej, kontroli procesów produkcyjnych lub w systemach synchronizacji i sterowania akceleratorami cząstek. Przypomnienie podstaw teorii pola elektromagnetycznego - w zastosowaniach praktycznych Omówienie wielkości opisujących pole EM. Omówienie rodzajów ośrodków i pól w tych ośrodkach, przypomnienie równań brzegowych. Omówienie fali płaskiej. Decybele i rachunek decybelowy WYKŁAD 2 (4 godziny) - prowadnice falowe i linie transmisyjne Omówienie rodzajów fal w prowadnicach falowych. Prowadnice TEM Równania linii długiej: obwód zastępczy odcinka linii, równania telegrafistów, rozwiązania równań linii długiej. omówienie fal postępującej i odbitej, omówienie (przypomnienie) prędkości fazowa i grupowa. Omówienie impedancji charakterystycznej. Transformacja impedancji i jej zastosowanie praktyczne Przepływ mocy i dopasowanie energetyczne Omówienie współczynnika odbicia. Omówienie fali stojącej. Omówienie przebiegów napięcia i prądu wzdłuż linii, omówienie wpływu obciążenia linii na napięcie i prąd. Zastosowanie praktyczne Omówienie budowy i zastosowania różnych rodzajów linii transmisyjnych Falowody Linie współosiowe Linia powietrzna Przewód koncentryczny Struktury planarne, stosowane w obwodach w.cz PCB linia mikropaskowa linia paskowa wbudowana linia koplanarna linia różnicowa Rozkłady pól w wybranych liniach Straty w liniach transmisyjnych - propagacja w liniach transmisyjnych. Złącza stosowane z liniami transmisyjnymi Rodzaje złącz Modelowanie złącz WYKŁAD (2 godziny) - metody opisu, analizy i projektowania układów mikrofalowych Opis dwuwrotnika i wielowrotnika, oraz stosowanych metod ich opisów, z naciskiem na macierz rozproszenia. Omówienie dokładne macierzy rozproszenia, jej własności. Omówienie dostępności plików symulacyjnych macierzy rozproszenia, wskazanie na ich ograniczenia. Krótkie omówienie formatu Touchstone, pokazanie przykładowych plików macierzy S od producentów układów w.cz Związki elementów macierzy rozproszenia z parametrami układów w.cz Samodzielne tworzenie macierzy S Grafy przepływu sygnału definicje, działania reguła Masona przykłady zastosowania grafów dla prostych układów mikrofalowych. Omówienie wykresu Smitha, oraz podstawowych działań na nim. Przedstawienie wykresu Smith’a jako narzędzia do projektowania obwodów dopasowujących, łącznie z transformatorami impedancji. Przedstawienie problemu projektowania obwodów dopasowujących bezstratnych i stratnych, oraz szerokopasmowych. Przedstawienie przykładów praktycznych realizacji obwodów dopasowujących. Pokazanie i omówienie oprogramowania symulacyjnego dla obwodów w.cz WYKŁAD (4 godziny) - podstawowe pasywne elementy mikrofalowe i ich zastosowania Elementy RLC o stałych skupionych Modele elementów rzeczywistych Elementy reaktancyjne o stałych rozłożonych Przykłady zastosowania: obwody dopasowujące, filtry i transformatory impedancji Rodzaje oraz podstawowe parametry tłumików i przesuwników fazy Rodzaje oraz podstawowe parametry dzielników mocy Sprzęgacze kierunkowe i kwadraturowe Rodzaje i parametry Zasada działania Zastosowania i ograniczenia sprzęgaczy kierunkowych Rodzaje i parametry sprzęgaczy kwadraturowych Zastosowanie i ograniczenia sprzęgaczy kwadraturowych Przykłady “niechcianych” sprzęgaczy w układach elektronicznych Izolatory i cyrkulatory Zasada działania elementów ferrytowych w torach w.cz Zasada działania cyrkulatora i izolatora Parametry cyrkulatorów i izolatorów Przykłady projektowania i symulacji prostych pasywnych systemów w.cz WYKŁAD (4 godziny) - aktywne (półprzewodnikowe) elementy mikrofalowe i ich zastosowania, wzmacniacze mocy, podstawowe wiadomości dot. szumów Diody i ich zastosowanie w obwodach w.cz Diodowe prostowniki i detektory Przełączniki w.cz Diody waraktorowe Detektory mocy – rodzaje i budowa Wzmacniacze w.cz Najważniejsze parametry wzmacniaczy w.cz - pasmo, P1dB, IP3, dopasowanie, stabilność fazowa, itp. Wzmacniacze transmisyjne i odbiciowe Tranzystor jako element wzmacniający, jego parametry rozproszenia, modele i ich ograniczenia, budowa tranzystorów w.cz Klasy wzmacniaczy Wybrane przykłady wzmacniaczy w.cz, zarówno scalonych, jak i zbudowanych z elementów dyskretnych Wzmacniacze kaskadowe Przykładowe układy wykorzystujące wzmacniacze w.cz WYKŁAD (2 godziny) - Obwody rezonansowe, filtry oraz układy generacyjne w.cz Filtry - rodzaje, parametry Tłumienność filtru Charakterystyki częstotliwościowe Przykładowe struktury Rezonatory Obwód zastępczy rezonatora oraz jego podstawowe parametry Rodzaje rezonatorów Rodzaje sprzężeń rezonatorów z układem w.cz Zastosowania rezonatorów Warunki generacji Struktura i elementy generatora w.cz Rodzaje generatorów w.cz Generatory scalone Tranzystor jako element generacyjny - polaryzacja, sprzężenie, techniki przestrajania Syntezery DDS WYKŁAD (2 godziny) - metody pomiaru parametrów układów i systemów mikrofalowych Podstawowe metody pomiarowe w. cz. Omówienie podstawowych przyrządów: Miernik mocy Częstościomierz Analizator widma Analizatory sieci Szybkie oscyloskopy Przejście z dziedziny czasu na dziedzinę częstotliwości Sześciowrotniki pomiarowe WYKŁAD (2 godziny) - Zaawansowane układy w.cz - przemiana częstotliwości, mieszanie, modulacja, komunikacja bezprzewodowa. Przykłady rzeczywistych systemów w.cz. Modulacja - pojęcia i definicje, modulacja AM, FM, PM, inne rodzaje modulacji Modulatory “klasyczne”, AM, FM, PM Modulatory - IQ, wektorowe, itp Demodulatory Pętla synchronizacji fazy (PLL) Wprowadzenie elementu nieliniowego do obwodu i skutki Przemiana częstotliwości - produkty przemiany częstotliwości Mieszacze diodowe Mnożniki i dzielniki częstotliwości Podstawy radiokomunikacji Anteny: Podstawowe parametry Budowa Charakterystyka Obwody współpracujące z antenami Przykładowy tor radiowy w.cz - budowa, zasada działania, ograniczenia, przykładowe zastosowania WYKŁAD (2 godziny) - szumy i przykłady systemowe Szumy elektroniczne - cieplne, śrutowe, 1/f, itp Zastępcza temperatura szumów jednowrotnika, dwu i wielowrotnika Współczynnik szumów, pasmo szumów Właściwości szumowe kaskady czwórników Szum amplitudowy i fazowy Metody pomiarów szumów
Metody i kryteria oceniania:	Ocena z przedmiotu jest wystawiana na podstawie wyników z dwóch kolokwiów oraz jednego projektu realizowanego przez studentów w trakcie trwania semestru.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. letni" (w trakcie)

Okres:	2023-02-20 - 2023-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Wykład, 30 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Bartosz Gąsowski, Maciej Urbański
Prowadzący grup:	Bartosz Gąsowski, Maciej Urbański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Ocena łączna
Jednostka realizująca:	103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2022-02-23 - 2022-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu zobacz plan zajęć
Typ zajęć:	Wykład, 30 godzin, 150 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy:	Bartosz Gąsowski, Maciej Urbański
Prowadzący grup:	Bartosz Gąsowski, Maciej Urbański
Lista studentów:	(nie masz dostępu)
Zaliczenie:	Ocena łączna
Jednostka realizująca:	103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.