BME VIK - Mikrohullámú áramkörök tervezése és szimulációja

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bilicz Sándor,

4. A tantárgy előadója Dr. Zólomy Attila, c. docens (HVT)
Dr. Berceli Tibor, professzor emeritusz (HVT)
Nagy Andrea (Silicon Laboratories Hungary Kft.)
Dr. Cseh Tamás (Silicon Laboratories Hungary Kft.)
Dr. Bilicz Sándor, docens (HVT)

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Elektromágnesesség, elektronika.

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
A tárgynak nincs előkövetelménye.

7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célja, hogy a félév során a hallgatók elsajátítsák a mikrohullámú eszközök tervezéséhez szükséges alapvető ismereteket, az áramkörtervezésnél elengedhetetlen mérnöki szemléletet. A félév során bemutatásra kerülnek a mikrohullámú távközlési rendszerekben használt legfontosabb aktív és passzív áramköri elemek, azok működésének elmélete és a tervezésükhöz szükséges alapvető módszerek. A tárgy betekintést nyújt a napjainkban leggyakrabban alkalmazott mikrohullámú áramkör szimulációs és tér szimulációs szoftverek kezelésébe, áramkör tervezési példákon keresztül mutatjuk be a mérnöki gyakorlatban felhasználható módszerek hatékonyságát és alkalmazhatóságának előnyeit. A tárgy célja, hogy a tárgyat teljesítő hallgatókat felvértezze a mikrohullámú mérnöki tervezéshez szükséges alapvető ismeretekkel, biztos alapot nyújtva a leendő mérnökök fejlődéséhez, naprakész tudást adjon a mikrohullámú tervezésnél használatos szimulációs eszközökről.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. hét:
Tápvonalelmélet, koncentráltparaméteres modell, távíró egyenletek, komplex áram- és feszültségfüggvény a távvezeték hosszán, reflexiós tényező, lezárás általános impedanciával, nevezetes lezárások, bemeneti impedancia.
2. hét:
Smith-diagram, S paraméterek, tervezőprogranok bemutatása, példák távvezetékekre, Smith diagram használatára.
3. hét:
Impedancia illesztési módszerek: illesztés koncentrált paraméterekkel, másodlagos parazita hatások a valós nagyfrekvenciás megoldásokban. Illesztés elosztott elemű hálózattal: egycsonkos, kétcsonkos illesztés, lambda-negyedes transzformátor.
4. hét:
Mikrohullámú szűrők, szűrő transzformációk, Richard’s transzformáció, Kuroda azonosságok, szűrők realizálása
5. hét:
Teljesítményosztók, iránycsatolók, kvadratúra hibrid, branch-line hibrid. Áramkör szimulátor használata szűrő és iránycsatoló tervezéséhez.
6. hét:
Szigetelők, fémek, ferritek elektromágneses tulajdonságai.
7. hét:
Periódikus struktúrák elektromágneses viselkedése. Frekvencia szelektív felületek.

8.hét:

Metaanyagok és alkalmazásaik. 1. ZH íratása.

9.hét:
Aktív mikrohullámú áramkörök és tranzisztorok: MESFET, HEMT, heteroátmentes BJT működése, előnyei. Lineáris, nemlineáris modellezés. Stabilitás és zajvizsgálat nagyfrekvenciás tranzisztorokon.
10. hét:
Kiszajú mikrohullámú erősítőtervezés elmélete. Áramkör tervezés szimulátor segítségével.
11. hét:
Mikrohullámú oszcillátorok: tervezés maximális instabilitásra, illetve dielektromos rezonátor segítségével.
12. hét:
Keverők elmélete. Oszcillátor és keverő áramkörök szimulációja.
13. hét:
Mikrohullámú mérések alapjai: spektrum analízis, hálózat analízis, zajmérés.
14. hét:
Nagyfrekvenciás integrált áramkörök. 2. ZH íratása.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Páratlan heteken heti 4 óra előadás. Páros heteken heti 2 óra előadás, 2 óra számítógépes laboratórium gyakorlat.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: Az aláírás megszerzésének feltétele mindkét ZH legalább elégséges teljesítése. Jeles vizsgajegy kerül megajánlásra, ha a két ZH átlaga jeles.

b. A vizsgaidőszakban: Szóbeli vizsga.

c. Elővizsga: A tárgyból elővizsga nincs.

11. Pótlási lehetőségek Egy sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható. A sikertelen (pót) zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

Az oktatókkal történő egyéni megbeszélés szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Pozar, David M.: Microwave Engineering, John Wiley & Sons, 2005.
Dr. Kása István: Mikrohullámú integrált áramkörök, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1978.
Dr. Almássy György: Mikrohullámú kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1973.
Christian Gentili: Microwave Amplifiers and Oscillators, McGraw-Hill, 1987, ISBN0-07-022995-3
Tibor Berceli : Nonlinear Active Microwave Circuits, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, The Netherlands, 1987.
Dr. Jachimovits László, Dr. Berceli Tibor, Gödör Éva, Endersz György : Mikrohullámú áramkörök, Budapesti Műszaki Egyetem, Villamosmérnöki Kar, J 5-764 jegyzet, 11.változatlan kiadás, Tankönyvkiadó, Budapest, 1986.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	16
Felkészülés zárthelyire	16
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	32
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Dr. Zólomy Attila, docens (HVT)
Dr. Berceli Tibor, professzor emeritusz (HVT)
Nagy Andrea (Silicon Laboratories Hungary Kft.)