Antény

Vztahy:

Podmínkou zápisu na předmět B2M17ANT je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Předmět je ekvivalentní s AD2M17AEK,AE2M17AEK,A2M17AEK,A8M17AEC,BE2M17ANT .

Garant předmětu:

Pavel Hazdra

Přednášející:

Pavel Hazdra, Jan Kraček, Miloš Mazánek

Cvičící:

Pavel Hazdra, Jan Kraček, Miloš Mazánek

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:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M17ANT

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:B2-621 Hazdra P. Mazánek M. 11:00–12:30 (přednášková par. 1) Dejvice Katedra 317, blok B2místnost T2:B2-621 Mazánek M. 12:45–14:15 (paralelka 200) Dejvice Katedra 317, blok B2
Út
St	místnost T2:B2-621 Hazdra P. 12:45–14:15 (přednášková par. 1 paralelka 200) Dejvice Katedra 317, blok B2
Čt
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a komunikace - Technologie internetu věcí (povinně volitelný předmět)
• Elektronika a komunikace - Mobilní komunikace (povinný předmět programu)
• Elektronika a komunikace - Rádiové komunikace a systémy (povinný předmět programu)