Warsaw University of Technology - Central Authentication SystemYou are not logged in | log in
course directory - help

Analysis of Electromagnetic Fields in High-Frequency Devices

General data

Course ID: 103A-TLRTM-MSP-APEM Erasmus code / ISCED: (unknown) / (unknown)
Course title: Analysis of Electromagnetic Fields in High-Frequency Devices Name in Polish: Analiza pól elektromagnetycznych w urządzeniach wielkich częstotliwości
Department: The Faculty of Electronics and Information Technology
Course groups: ( Advanced Courses - Electives )-Radiocommunications and Multimedia Technology-M.Sc.-EITI
( Advanced Courses )--M.Sc.-EITI
( Technical Courses )---EITI
ECTS credit allocation (and other scores): 4.00
Language: Polish
(in Polish) Jednostka decyzyjna:

(in Polish) 103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

(in Polish) Kod wydziałowy:

(in Polish) APEM

(in Polish) Numer wersji:

(in Polish) 1

Short description:

After completing the course, the student should have the following competences:

  • knowledge of the electromagnetic field theory,
  • an ability to assign a particular electromagnetic problem to respective categories (eigenvalue or deterministic, shielded or open, problem dimensionality, solution expected in either time- or frequency-domain),
  • basic knowledge regarding electromagnetic simulation methods, in particular:method of moments, finite difference methods, transmission line matrix method, boundary element method, boundary element method, finite element method,
  • an ability to assess to what extent a particular method may be useful for solving practical problems of a particular category and what results may be expected (accuracy, computing time, computer memory requirements),
  • overall knowledge of commercial electromagnetic software packages and their scopes of applications as well as general rules for choosing computer (...)

Full description: (in Polish)

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

Bibliography: (in Polish)

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).

Assessment methods and assessment criteria: (in Polish)

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.

Classes in period "Winter Semester 2017/2018" (past)

Time span: 2017-10-01 - 2018-02-18
Choosen plan division:


magnify
see course schedule
Type of class: lectures, 30 hours, 30 places more information
project , 15 hours, 30 places more information
Coordinators: Wojciech Gwarek
Group instructors: (unknown)
Students list: (inaccessible to you)
Examination: Overall grade
(in Polish) Jednostka realizująca:

(in Polish) 103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Classes in period "Winter Semester 2013/2014" (past)

Time span: 2013-10-01 - 2014-02-23
Choosen plan division:


magnify
see course schedule
Type of class: lectures, 30 hours, 30 places more information
project , 15 hours, 30 places more information
Coordinators: Wojciech Gwarek
Group instructors: Wojciech Gwarek
Students list: (inaccessible to you)
Examination: Overall grade
(in Polish) Jednostka realizująca:

(in Polish) 103400 - Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych

Course descriptions are protected by copyright.
Copyright by Warsaw University of Technology.