Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Microwave techniques, antenna systems and propagation of radio waves
Course of study:
2014/2015
Code:
IET-1-518-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Młynarczyk Janusz (janusz.mlynarczyk@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. Kułak Andrzej (kulak@oa.uj.edu.pl)
prof. nadzw. dr hab. inż. Wincza Krzysztof (wincza@agh.edu.pl)
dr hab. inż, prof. AGH Ludwin Wiesław (ludwin@kt.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 potrafi projektować systemy antenowe z uwzględnieniem zadanych kryteriów użytkowych i ekonomicznych, używając właściwych metod, technik i narzędzi ET1A_U17 Completion of laboratory classes
M_U002 potrafi przetestować zaprojektowany system antenowy ET1A_U22 Completion of laboratory classes
M_U003 Potrafi wykorzystać poznane metody numeryczne i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy problemów dotyczących anten i propagacji fal radiowych. ET1A_U07 Completion of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Ma uporządkowaną i podbudowaną wiedzę w zakresie fal elektromagnetycznych i ich propagacji w troposferze i jonosferze ziemskiej ET1A_W04 Activity during classes
M_W002 ma uporządkowaną wiedzę z zakresu technik antenowych ET1A_W13 Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 potrafi projektować systemy antenowe z uwzględnieniem zadanych kryteriów użytkowych i ekonomicznych, używając właściwych metod, technik i narzędzi - - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi przetestować zaprojektowany system antenowy - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi wykorzystać poznane metody numeryczne i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy problemów dotyczących anten i propagacji fal radiowych. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma uporządkowaną i podbudowaną wiedzę w zakresie fal elektromagnetycznych i ich propagacji w troposferze i jonosferze ziemskiej + - - - - - - - - - -
M_W002 ma uporządkowaną wiedzę z zakresu technik antenowych + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Wprowadzenie (2 godz.)

    Funkcje anteny w radiowym zespole nadawczo-odbiorczym. Skalary i wektory. Układy współrzędnych. Operacje na wektorach. Pola skalarne i wektorowe. Algebra i analiza wektorów.

  2. Pole i fale elektromagnetyczne w różnych ośrodkach (2 godz.)

    Definicja pola elektromagnetycznego. Podział pól elektromagnetycznych. Pola dynamiczne sinusoidalnie zmienne. Klasyfikacja ośrodków. Właściwości próżni, ośrodków materialnych oraz troposfery i jonosfery.

  3. Model matematyczny pola EM

    Równania Maxwella. Fala elektromagnetyczna płaska. Fala płaska sinusoidalnie zmienna w dielektryku stratnym i bezstratnycm. Rozwiązanie równania Helmholtza i jego właściwości. Fale TEM, TM, TE.

  4. Właściwości fali TEM

    Współczynnik propagacji. Impedancja właściwa ośrodka. Płaszczyzna stałej fazy. Długość fali elektromagnetycznej. Polaryzacja fal TEM. Polaryzacje ortogonalne. Zasada zachowania energii w polu EM i wektor Poyntinga. Strumień gęstości mocy fali TEM.

  5. Fala TEM na granicy dwóch ośrodków

    Prawo odbicia i załamania, kryterium Rayleigha. Fale TEM o polaryzacji prostopadłej i równoległej na granicy dwóch ośrodków. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Płaszczyzna stałej fazy i stałej amplitudy. Współczynnik odbicia i kąt Brewstera.

  6. Podstawowe parametry anten

    Wprowadzenie do techniki antenowej, rola anteny w łączu radiowym, omówienie podstawowych parametrów anten, rodzaje anten.

  7. Własności transformacyjne prowadnic falowych

    Obciążenie linii, współczynnik odbicia fal wprowadzany przez obciążenie, własności transformacyjne linii, współczynnik fali stojącej, współczynnik odbicia, macierz rozproszenia

  8. Układy mikrofalowe na elementach biernych

    Rezonatory, tłumiki, transformatory, filtry, sprzęgacze kierunkowe

  9. Szumy, zjawiska nieliniowe, wzmacniacze w.cz

    Rola szumu w telekomunikacji, różne rodzaje szumu, stosunek sygnału do szumu, współczynnik szumu, punkt kompresji 1 decybelowej, punkt przechwycenia 3 rzędu, dystans intermodulacyjny, zakres dynamiczny, wzmacniacze w.cz.

  10. Anteny liniowe

    Budowa anten liniowych i ich parametry, dipole i ich zasilanie, wpływ płaszczyzny masy, zagadnienie symetryzacji, unipole, wpływ nieidealnej płaszczyzny masy, zastosowanie przeciwwag, analiza pole bliskiego, antena Yagi-Uda, antena kolinearna

  11. Promienniki mikropaskowe

    Promienniki mikropaskowe, rodzaje zasilania promienników paskowych, sposoby poszerzania pasma promienników, sposoby miniaturyzacji

  12. Układy antenowe i anteny wielowiązkowe

    Układy antenowe, współczynnik układu układów antenowych, sposoby obniżania listków bocznych, zasada przemnażania charakterystyk. Anteny wielowiązkowe, anteny o elektronicznie sterowanej wiązce.

Laboratory classes:
  1. Pomiary układów w.cz.

    Pomiary elementów pasywnych, linii transmisyjnch oraz układów w.cz. przy pomocy analizatora skalarnego i analizatora wektorowego, pomiary układów falowodowych, pomiar wzmacniaczy w.cz.

  2. Projektowanie anten liniowych

    Wykorzystanie oprogramowania komputerowego do modelowania i analizy anten liniowych. Dipol półfalowy prosty i pętlowy, dipole o innych długościach, wpływ płaszczyzny masy, unipole, wpływ nieidealnej powierzchni masy, zastosowanie przeciwwag, analiza rozkładu pole bliskiego w pobliżu anteny, zastosowanie reflektorów siatkowych, projektowanie anteny Yagi-Uda

  3. Projektowanie anten mikropaskowych

    Wykorzystanie komercyjnego oprogramowania typu CAD do projektowania anten mikropaskowych, projektowanie pojedynczego promiennika, analiza metod zasilania, analiza metod poszerzania pasma, projektowanie złożonych układów antenowych w oparciu o promienniki mikropaskowe, analiza metod obniżania listków bocznych, pomiary eksperymentalne anten, analiza wyników i wyciągnięcie wniosków.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 128 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Participation in lectures 28 h
Realization of independently performed tasks 42 h
Participation in laboratory classes 28 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 28 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu.
2. Obliczamy średnią ważoną z oceny z laboratorium (40%) i egzaminu (60%).
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3
4. Jeżeli pozytywną ocenę z laboratorium i zaliczenia wykładu uzyskano w pierwszym terminie i dodatkowo student był aktywny na wykładach, to ocena końcowa jest podnoszona o 0.5.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

J. Szóstka, Fale i anteny, WKŁ, Warszawa, 2006.
C.A. Balanis, Constantine A., Antenna theory : analysis and design, John Wiley & Sons, Inc., 1997.
W. Zieniutycz, Anteny: podstawy polowe, WKŁ, Warszawa, 2001.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None