Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Antény

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
B2M17ANT Z,ZK 6 2P+2L česky
Korekvizita:
Bezpečnost práce v elektrotechnice pro magistry (BEZM)
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra elektromagnetického pole
Anotace:

Studenti se seznámí s teorií vyzařování elektromagnetických vln a základními principy pro návrh antén. Příslušné metody analýzy záření a další anténní parametry jsou ilustrovány na jednotlivých typech antén (liniové, plošné, reflektorové) a jejich soustav (anténních řadách).

Semináře jsou z části početní, modelovací (využíván software pro simulaci elmag. pole) a praktické (měření anténních parametrů - vyzařovací charakteristiky, zisk a polarizace, impedance antény)

Předmět akcentuje zejména fyzikální pochopení dějů a studenti tak mohou nabyté znalosti uplatnit i v jiných oborech, kde je základním jevem šíření a vyzařování vln - optika, akustika.

Požadavky:

Důkladná znalost teorie elektromagnetického pole (elektrodynamiky), znalosti vektorové analýzy, diferenciálních operátorů, integrálů vektorového pole.

Tolerovány jsou dvě absence na cvičení, v případě měření je nutné si je nahradit.

Účast na přednáškách je nepovinná, avšak doporučeníhodná. Pouhé prohlížení slidů přinese jen velmi malý užitek!

K zápočtu je třeba vypracovat protokoly z měření.

Osnova přednášek:

1. Vedení užívaná v anténní technice, anténa jako obvodový prvek, základní rovnice záření

2. Vyzařování elementárního dipólu a smyčky, zóny záření, směrovost, polarizace, parametry antén

3. Liniové antény, rozložení proudu na tenkém válcovém vodiči. Výpočet impedance a záření, skládaný dipól

4. Symetrizace antén, monopólová anténa, antény pro rozhlasové služby, antény s postupnou vlnou

5. Anténní řady, řada s podélným a příčným vyzařováním, vliv amplitudy a fáze prvků, vyzařovací charakteristika

6. Princip reciprocity, Babinetův princip, štěrbinové antény a jejich řady, mikropáskové a širokopásmové antény

7. Vyzařování z plochy, ekvivalentní zdroje záření, Huygensův zdroj, směrovost aperturových antén

8. Trychtýřové antény, fázové poměry v aperturách vlnovodu a trychtýře, polarizace, plochý a pyramidální trychtýř

9. Reflektorové antény, systémy off-set, Cassegrain, Gregorian, efektivní plocha, výpočet záření

10. Ozařovače pro reflektorové antény, princip návrhu z hlediska zisku a šumu antény, realizace Huygensova zdroje

11. Čočky a radomy, Mawellova, Fresnelova, Luneburgova a Rotmanova čočka, útlumy, zónování

12. Vlastní a vzájemné impedance, Poyntingův teorém, uložená energie a činitel jakosti antén

13. Teorie charakteristických modů pro návrh a analýzu antén, anténa jako externí rezonátor

14. Antény používané v radioamatérské praxi, kuriozní a kontroverzní antény (fraktálové)

Osnova cvičení:

1. Práce s decibely, EIRP, přizpůsobení, Friisova přenosová rovnice, anténa jako obvodový prvek

2. Výpočty směrovosti a vyzářeného výkonu antén

3. Výpočet záření soustavy dvou elementárních dipólů, vyzařování a vlastní impedance liniové antény

4. Soustavy antén, vzájemné impedance

5. Numerické modelování v software CST

6. Numerické modelování v software CST

7. Vyzařování z apertur

8. Trychtýřové antény, šumová teplota

9. Měření antén

10. Měření antén

11. Měření antén

12. Měření antén

13. Kontrola protokolů

14. Zápočet

Cíle studia:

Porozumět funkci antény v přenosovém řetězci, znát typy a parametry antén a metody návrhu.

Studijní materiály:

1. Mazánek, M., Pechač, P., Vokurka, J.: Antény a šíření elektromagnetických vln, skripta ČVUT, Praha, 2007.

2. Kraus, J. D.: Antennas, McGraw-Hill, 1988.

3. Stutzman, W., Thiele, G.: Antenna Theory and Design, Wiley, 2012.

4. Balanis, A. C.: Antenna Theory, Wiley, New York, 1997.

5. Prokop, J., Vokurka, J.: Šíření elektromagnetických vln a antény, SNTL, Praha, 1982.

6. Orfanidis, S.: Electromagnetic Waves and Antennas, online http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/

7. Notaros, B. M.: Electromagnetics, Prentice Hall, New Jersey, 2011.

Poznámka:
Další informace:
http://moodle.fel.cvut.cz
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 15. 9. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet4661506.html