Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Podstawy techniki wielkich częstotliwości

Koordynator przedmiotu:

Janusz Dobrowolski

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Telekomunikacja

Grupa przedmiotów:

Przedmioty techniczne - podstawowe

Kod przedmiotu:

TWCZ

Semestr nominalny:

1 / rok ak. 2018/2019

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

120

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

5

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

3

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium15h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Wymagane przedmioty poprzedzające: Teoria obwodów, Pola i fale

Limit liczby studentów:

80

Cel przedmiotu:

Celem przedmiotu jest przedstawienie specyfiki układów i systemów elektronicznych w warunkach, gdy długość fali sygnału staje się porównywalna z wymiarami elementów. Zagadnienia te mają szczególne znaczenie w przypadku szybkiego przekazywania danych w systemach radiokomunikacyjnych i telekomunikacyjnych oraz w systemach informatycznych.

Treści kształcenia:

Treść wykładu: Teoria linii długich. Metody obwodowe do opisu prowadnic falowych (linie długie). Fale w prowadnicy falowej. Napięcie i prąd wzdłuż linii długiej. Współczynniki odbicia i fali stojącej. Generator jako jednowrotnik. Moce niesione przez fale. Dopasowanie energetyczne generatora i obciążenia. Transformacja impedancji w linii długiej. Wykres Smitha. Techniki dopasowania impedancji. Linie transmisyjne i falowody. Przegląd typów prowadnic. Linie: dwuprzewodowa i współosiowa, metalowe falowody: prostokątny i cylindryczny. Linia mikropaskowa i linie koplanarne. Falowody dielektryczne. Teoria obwodów mikrofalowych. Macierz rozproszenia. Interpretacja fizyczna parametrów rozproszenia oraz zmiennych w postaci fal padających i odbitych. Pomiary parametrów rozproszenia. Reflektometry. Skalarne i wektorowe analizatory obwodów mikrofalowych. Sześciowrotowy analizator obwodów. Parametry szumowe elementów i układów w.cz. Źródła szumów elektronicznych. Współczynnik szumów i temperatura szumów. Szumy układów kaskadowych i wielokanałowych. Pomiary współczynnika szumów. Elementy i podzespoły bierne. Pobudzanie prowadnic falowych. Obciążenia, tłumiki, przesuwniki fazy, sprzęgacze kierunkowe, rozgałęzienia hybrydowe i dzielniki mocy. Rezonatory współosiowe, falowodowe, mikropaskowe, ferrimagnetyczne, dielektryczne. Realizacja filtrów. Przyrządy ferrytowe. Generacja sygnałów w.cz. Warunki generacji generatorów dwójnikowych i czwórnikowych. Diody generacyjne: Gunna i lawinowa. Tranzystor jako element generacyjny. Magnetron. Przestrajanie częstotliwości, modulacja częstotliwości. Powielanie częstotliwości. Wzmacnianie sygnałów. Wzmacniacze dwójnikowe i czwórnikowe. Warunki stabilności. Wzmacniacze małoszumne. Wzmacniacze mocy. Modulacja i detekcja sygnałów w.cz. Diody Schottky'ego i PIN. Modulacja i demodulacja amplitudy. Detektory i mieszacze diodowe i FET. Modulatory wektorowe. Układy kontrolujące sygnały w.cz. Przełączniki sygnałów. Przesuwniki fazy, Regulowane tłumiki. Anteny. Podstawowe parametry anten. Przykłady realizacji anten prostych, reflektorowych i wieloelementowych (szyków antenowych). Technika i technologia mikrofalowych układów scalonych i monolitycznych układów scalonych. Materiały podłoża - właściwości. Elementy bierne i czynne. Lay-out. Wytwarzanie. Zastosowania techniki w. cz. Zastosowania telekomunikacyjne, radiolinie, systemy satelitarne, telefonia ruchoma i komórkowa. Podstawy radiolokacji. Przemysłowe zastosowania mikrofal, grzejnictwo, sensory przemysłowe. Układy impulsowe i cyfrowe, dzielniki częstotliwości, technika samplingu. Zakres ćwiczeń laboratoryjnych Program laboratorium obejmuje 10 ćwiczeń, których celem jest zapoznanie studentów ze specyfiką aparatury i metod wykonywania badań pomiarów w laboratorium w.cz.. 1. Pomiary podstawowych parametrów sygnałów 2. Pomiary podstawowych parametrów obwodów 3. Pomiary sprzęgaczy i dzielników mocy 4. Pomiary rezonatorów i filtrów 5. Badania generatorów 6. Badania własności przyrządów ferrytowych 7. Pomiary parametrów szumowych mieszaczy i wzmacniaczy 8. Badania modulatorów i demodulatorów w.cz. 9. Badanie wzmacniaczy 10. Pomiary parametrów anten

Metody oceny:

1. Zaliczenie przedmiotu następuje na podstawie sumy punktów uzyskanych z zaliczonego laboratorium i kolokwiów z materiału wykładowego. 2. Każde z dziesięciu ćwiczeń laboratoryjnych jest oceniane przez prowadzącego w skali od 0 do 5 punktów. Zaliczenie ćwiczenia wymaga otrzymania co najmniej 3 punktów. Zaliczenie laboratorium wymaga zaliczenia co najmniej 8 ćwiczeń laboratoryjnych. 3. Zaliczenia każdego z dwóch kolokwiów z materiału prezentowanego na wykładzie dokonuje prowadzący wykład; każde kolokwium jest oceniane w skali od 0 do 30 punktów. Zaliczenie kolokwium wymaga otrzymania co najmniej 10 punktów. 4. Ocena końcowa - po spełnieniu wymienionych wyżej warunków - określona jest zgodnie z poniższą zależnością i tabelą: S = Li (i = 1,10) + K1 + K2 gdzie : S - suma punktów uzyskanych za zaliczone laboratorium i kolokwia, Li - punkty za i-te ćwiczenie zaliczonego laboratorium, K1, K2 - punkty za zaliczone kolokwia S 0 - 50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100 Ocena 2 3 3.5 4 4.5 5 5. Student ma prawo wnosić o poprawę zaproponowanej pozytywnej oceny drogą odpowiedzi ustnej. 6. Ćwiczenia laboratoryjne i wykłady odbywają się w terminach podanych w harmonogramach obu zajęć.

Egzamin:

nie

Literatura:

[1] J.A. Dobrowolski, „Technika wielkich częstotliwości”, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2001. [2] J.A. Dobrowolski, „Układy i systemy wielkich częstotliwości – zadania”, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2002. [3] J.A. Dobrowolski, "Technika wielkich częstotliwości", Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1998. [4] J.A. Dobrowolski, "Technika wielkich częstotliwości - zadania", Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 1996. [5] J.A. Dobrowolski, "Projektowanie mikrofalowych wzmacniaczy z tranzystorami MESFET", WNT, Warszawa 1991. [6] B. Galwas, "Miernictwo mikrofalowe", WKiŁ, Warszawa 1986.

Witryna www przedmiotu:

studia2.elka.pw.edu.pl

Uwagi:

Efekty uczenia się