Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Nie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Analiza pól elektromagnetycznych w urządzeniach wielkich częstotliwości

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-TLRTM-MSP-APEM Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Analiza pól elektromagnetycznych w urządzeniach wielkich częstotliwości
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane obieralne )-Radiokomunikacja i techniki multimedialne-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

APEM

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Po zaliczeniu przedmiotu student powinien mieć następujące kompetencje:

  • wiedzę na temat teorii pola elektromagnetycznego,
  • umiejętność określenia, do której kategorii należy dany problem elektromagnetyczny (czy jest to problem własny czy deterministyczny, zamknięty czy otwarty, jaka jest jego wymiarowość oraz czy oczekuje się jego rozwiązania w dziedzinie czasu czy częstotliwości),
  • podstawową wiedzę na temat metod symulacji elektromagnetycznych, a w szczególności metod: momentów, różnic skończonych, macierzy linii transmisyjnych, elementu brzegowego i elementu skończonego,
  • umiejętność oceny, na ile dana metoda może być przydatna przy rozwiązywaniu problemów praktycznych należących do określonej klasy oraz jakich rezultatów można się spodziewać przy jej zastosowaniu (dokładność, czas obliczeń, wymagania na pamięć komputera),
  • wiedzę na temat dostępnych na rynku światowym komercyjnych pakietów oprogramowania i zakresu (...)

Pełny opis:

Po zaliczeniu przedmiotu student powinien mieć następujące kompetencje:

  • wiedzę na temat teorii pola elektromagnetycznego,

  • umiejętność określenia, do której kategorii należy dany problem
    elektromagnetyczny (czy jest to problem własny czy deterministyczny,
    zamknięty czy otwarty, jaka jest jego wymiarowość oraz czy oczekuje się
    jego rozwiązania w dziedzinie czasu czy częstotliwości),

  • podstawową wiedzę na temat metod symulacji elektromagnetycznych,
    a w szczególności metod: momentów, różnic skończonych, macierzy linii
    transmisyjnych, elementu brzegowego i elementu skończonego,

  • umiejętność oceny, na ile dana metoda może być przydatna przy
    rozwiązywaniu problemów praktycznych należących do
    określonej klasy oraz jakich rezultatów można się spodziewać przy jej
    zastosowaniu (dokładność, czas obliczeń, wymagania na pamięć
    komputera),

  • wiedzę na temat dostępnych na rynku światowym komercyjnych
    pakietów oprogramowania i zakresu ich zasosowań oraz na temat
    właściwego wyboru sprzętu komputerowego, przeznaczonego do symulacji
    elektromagnetycznych.


Treść wykładu
  1. Równania Maxwella w postaci uogólnionej oraz twierdzenia
    dotyczące ogólnych własności pól.
    Przypomnienie równań Maxwella oraz dyskusja wersji uogólnionej (zawierającej ładunki i prądy magnetyczne). Twierdzenie o jednoznaczności rozwiązań. Twierdzenie o równoważności. Zastosowania twierdzenia o równoważności, w tym transformacja pola ze strefy bliskiej do strefy dalekiej stosowana w teorii anten. Twierdzenie o wzajemności i jego zastosownia. Metoda odbić. Funkcje Greena i ich zastosowanie. (4g)

  2. Padanie fali ukośnie na granicę ośrodków. Współczynniki odbicia i transmisji zależne od polaryzacji. Zjawisko całkowitego odbicia. Fala płaska niejednorodna. Prowadzenie fal w warstwach i prętach dielektrycznych. (4g)

  3. Klasyfikacja problemów elektromagnetycznych. Problemy
    deterministyczne i własne, otwarte i zamknięte. Rozwiązanie w
    dziedzinie czasu i częstotliwości. Wymiarowość problemów. (4g.)

  4. Przegląd metod symulacji elektromagnetycznej i ich ogólnych
    własności.
    Przedstawienie metod: momentów, różnic skończonych,
    macierzy linii transmisyjnych, elementu brzegowego i elementu
    skończonego. (4g)

  5. Szczegółowy opis własności i zastosowań metody różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD). Stabilność i dokładność metody, różne aproksymacje brzegu, warunki absorpcyjne. Ekstrakcja podstawowych parametrów technicznych analizowanych układów: macierzy rozproszenia, rozkładów pól, częstotliwości rezonansowych, współczynników dobroci, itp. Osobliwości pól elektromagnetycznych i ich wpływ na dokładność analizy. (5g)

  6. Przegląd klas praktycznych problemów elektromagnetycznych
    występujących przy projektowaniu urządzeń w.cz. oraz przykłady
    konkretnych rozwiązań.
    Rozważane będą problemy analizy: obwodów
    zbudowanych z linii TEM (w tym obwodów scalonych w.cz.), struktur
    falowodowych, rezonatorów wnękowych i dielektrycznych, urządzeń do
    grzania mikrofalowego, struktur promieniujących lub rozpraszających,
    struktur zawierających materiały o własnościach dyspersyjnych lub
    zmieniających się w trakcie symulacji. (5g)

  7. Przegląd współczesnego sprzętu komputerowego i oprogramowania pod kątem przydatności do analizy elektromagnetycznej. (4g)


Zakres projektu
W zależności od swoich zainteresowań studenci wybiorą zadanie
projektowe, należące do jednej z dwóch klas:

A) zadanie teoretyczno-programistyczne, które będzie polegało na
napisaniu własnego programu komputerowego (np. w środowisku Matlab lub
w języku C++), będącego implementacją określonej metody analizy pól
elektromagnetycznych w elementarnej postaci,

B) zadanie polegające na rozwiązaniu określonego problemu technicznego
przy pomocy komercyjnego pakietu analizy elektromagnetycznej;
przewiduje się dostępność co najmniej pakietów QW-3D oraz QW-V2D
(metoda FDTD) oraz pakietu Sonnet (metoda momentów).


Poprzedniki
Typ poprzednikaNr poprzednikaKod poprzednikaNazwa poprzednika
Zalecany1103D-TLRTM-ISP-TMOTechnika mikrofalowa


Przedmioty podobne
Kod przedmiotuNazwa przedmiotuDyskonto ECTS
103B-TCTCM-MSA-ECOETComputational Electromagnetics for Telecommunication4
103A-TCTCM-MSA-ECOETComputational Electromagnetics for Telecommunication4

Literatura:

Materiały dydaktyczne: Materiały przygotowane przez prowadzących
w postaci zestawu slajdów. Materiały będą zawierać odnośniki do wielu
pozycji literatury pozwalającej na poszerzenie wiedzy (szczególnie w
zakresie specjalistycznym wynikającym z zadania projektowego). W części
podstawowej wykorzystywany będzie też podręcznik:

T.Morawski, W.Gwarek: Pola i fale elektromagnteyczne, WNT 2001 (w
zakresie wykraczającym poza program przedmiotu POFA).

Metody i kryteria oceniania:

Ocena końcowa będzie co do zasady średnią z dwóch ocen: oceny za projekt oraz oceny z egzaminu (bądź sprawdzianu końcowego) z wiedzy teoretycznej zaprezentowanej na wykładzie. Ocena ta może być podwyższona powyżej średniej arytmetycznej, jeżeli student wykazywał ponadprzeciętną aktywność na zajęciach. Zakłada się, że student może bez usprawiedliwienia opuścić co najwyżej trzy wykłady - większa absencja może skutkować niezaliczeniem przedmiotu.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Gwarek
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Wojciech Gwarek
Prowadzący grup: Wojciech Gwarek
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

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