Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Technika wysokich częstotliwości
Koordynator przedmiotu:
prof. Bogdan Galwas, mgr inż. Jerzy Skulski
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Elektronika i Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty kierunkowe obieralne
Kod przedmiotu:
TEWCZ
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
6
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
ok 150 godz, w tym: 20 - opanowanie posługiwania się narzędziami CAD 30 - zapoznanie się z aparatem matematycznym i oznaczeniami stosowanymi w przedmiocie 45 - studiowanie materiałów wykładowych 15 - rozwiązywanie problemów przygotowujących do sprawdzianu 20 - konsultacje, w tym stacjonarne 20 - przygotowanie do egzaminu
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Student powinien posiadać podstawowe umiejętności posługiwania się liczbami zespolonymi i macierzami oraz posiadać podstawowe wiadomości z zakresu teorii obwodów.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Przedmiot zapoznaje studenta z podstawową wiedzą z obszaru elektroniki i telekomunikacji charak-terystycznej dla pasm mikrofal i fal milimetrowych. Omawiane są zasady propagacji fal w rozmai-tych typach prowadnic falowych i narzędzia analizy obwodowej typowe dla elektroniki propagacyjnej. Prezentowane są także podstawowe procesy obróbki sygnałów w tych pasmach częstotliwości: generacja, wzmacnianie i przemiana częstotliwości.. Specjalny nacisk został położony na wykorzystanie zdobytej wiedzy do projektowania prostych elementów i układów mikrofalowych.
Treści kształcenia:
1. Fale i prowadnice falowe. Równanie falowe. Fala płaska. Prędkość i długość fali. Odbicie i załamanie fali. Linie TEM. Falowody: prostokątny i cylindryczny. 2. Teoria propagacji w linii długiej. Linia dwuprzewodowa. Równania Linii Długiej. Fale: postępują-ca i odbita. Stała propagacji. Prędkości fazowa i grupowa. Impedancja charakterystyczna Napięcie i prąd wzdłuż linii. Współczynnik odbicia. Fala stojąca. Współczynnik fali stojącej. Moce fal. 3. Transformacja i dopasowanie impedancji. Równanie transformacji impedancji. Szczególne przypadki. Wykres Smitha. Metody dopasowania impedancji. Dopasowanie impedancji o charakterze indukcyjnym i pojemnościowym. Obwody dopasowujące z odcinkami prowadnic falowych. 4. Elementy teorii obwodów w.cz. Macierzowy opis obwodów. Dwuwrotnik. Macierze [Z], [Y] i [A]. Macierz rozproszenia. Macierz rozproszenia wielowrotnika. Grafy przepływu sygnału w obwodach w.cz. Reguła Masona. Grafy prostych obwodów. Obwody rezonansowe i rezonatory. Rezonator jako obciążenie toru. Rezonator włączony transmisyjnie i reakcyjnie. 5. Elementy mikrofalowe. Prowadnice mikrofalowych układów scalonych. Złącza linii współosiowej. Elementy o stałych skupionych: rezystory, indukcyjności, pojemności, obciążenia. Tłumiki. Przesuwniki fazy. Proste dzielniki mocy. Sprzęgacze kierunkowe. Rezonatory mikrofalowe. Diody i tranzystory mikrofalowe. 6. Wzmacnianie sygnału i wzmacniacze tranzystorowe. Dwuwrotnik jako wzmacniacz. Tranzystor jako element wzmacniający. Podstawowa struktura układu wzmacniacza. Parametry wzmacniaczy. Wzmacniacze niskoszumne. Wzmacniacze mocy. 7. Generacja i generatory. Bilans mocy generatora. Warunki generacji. Admitancyjny warunek generacji. Reflektancyjny warunek generacji. Tranzystor jako element generacyjny. Sposoby przestrajania. 8. Modulacja i przemiana częstotliwości. Podstawowe definicje. Modulacja amplitudy AM. Modulacja częstotliwości FM. Modulacja fazy PM. Detekcja i przemiana częstotliwości. Mieszacze częstotliwości. 9. Telekomunikacyjne zastosowania mikrofal. Anteny. Charakterystyka promieniowania anteny: wzmocnienie i kierunkowość. Radiolinia: równanie transmisji mocy, nadajniki, odbiorniki, multipleksacja. Radar: zasada działania, radar impulsowy, radar Dopplerowski.
Metody oceny:
Ocena wystawiana jest na podstawie wyników sprawdzianów przeprowadzanych w trakcie trwania edycji przedmiotu oraz egzaminu końcowego.
Egzamin:
tak
Literatura:
Podręcznik do przedmiotu TWCz dla studentów OKNO PW J. Dobrowolski - "Technika Wielkich Częstotliwości", OWPW, 2001
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka TWCZW_01
W ramach przedmiotu studenci zdobywają wiedzę pozwalającą na zrozumienie zasad propagacji sygnałów mikrofalowych, ich generacji oraz przetwarzania. Wiedza ta oparta jest na znajomości zagadnień teorii obwodów oraz pól i fal.
Weryfikacja: Weryfikacja efektów odbywa się na podstawie sprawdzenia umiejętności poprawnego rozwiązania zadań na sprawdzianach cząstkowych oraz na egzaminie końcowym. Zadania te wymagają znajomości i zrozumienia zagadnień będących składowymi ww. efektów kształcenia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03, K_W05, K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG, I.P6S_WK

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka TWCZU_02
Efekt kształcenia na na celu nauczenie słuchaczy posługiwania się oraz zrozumienia wykorzystywanego w zagadnieniach techniki mikrofalowej techniki zobrazowania wyników jakim jest wykres Smitha.
Weryfikacja: Weryfikacja efektów polega na sprawdzeniu zrozumienia i umiejętności prezentacji wyników obliczeń, pomiarów oraz przetwarzania sygnałów mikrofalowych, typową dla tej domeny metodą - na wykresie Smith'a. Dodatkowo, studenci we własnym zakresie mają za zadanie odnaleźć narzędzia (aplikacje, aplety) pozwalające na proste wykonanie tych obliczeń i ich zobrazowanie.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U17, K_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.1.o, I.P6S_UU