Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Techniki mikrofalowe, systemy antenowe i propagacja fal radiowych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETP-1-518-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Młynarczyk Janusz (janusz.mlynarczyk@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Ma uporządkowaną i podbudowaną wiedzę w zakresie fal elektromagnetycznych i ich propagacji w troposferze i jonosferze ziemskiej ETP1A_W04 Aktywność na zajęciach
M_W002 ma uporządkowaną wiedzę z zakresu technik antenowych ETP1A_W03 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi projektować systemy antenowe z uwzględnieniem zadanych kryteriów użytkowych i ekonomicznych, używając właściwych metod, technik i narzędzi ETP1A_U13 Zaliczenie laboratorium
M_U002 potrafi przetestować zaprojektowany system antenowy ETP1A_U12 Zaliczenie laboratorium
M_U003 Potrafi wykorzystać poznane metody numeryczne i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy problemów dotyczących anten i propagacji fal radiowych. ETP1A_U06 Zaliczenie laboratorium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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 + - - - - - - - - - -
Umiejętności
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. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 34 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
  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.

Ćwiczenia laboratoryjne (28h):
  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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak