BME VIK - Nagyfrekvenciás eszközök térelméleti modellezésének alapjai

A tantárgy angol neve: Introduction to the Electromagnetic Field Modeling of Microwave Devices

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Pávó József,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
dr. Sebestyén Imre	egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
dr. Gyimóthy Szabolcs	egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
dr. Pávó József	egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
BMEVIHV204 Elektromágneses terek

7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja, hogy a hallgatókat megismertesse a szakterületen használt legfontosabb szimulációs módszerekkel, ezek elméleti hátterével és felkészítse a megismert módszerek használatára. A mikrohullámú technika néhány jellemző gyakorlati problémájának tárgyalásán keresztül bemutatja a szimulációs szoftverek helyes használatának – a modellalkotástól a számítás elvégzésén keresztül az eredmények értékeléséig terjedő – teljes folyamatát.

8. A tantárgy részletes tematikája Véges differenciák módszere (FDTD).

A módszer elméleti alapjai, a Yee algoritmus, a térbeli és az időbeli felosztás összehangolása. Demonstrációs példák: UWB antenna tere, optikai hullámvezetők analízise.

Momentum módszer.

A módszer elméleti alapjai, a feladat megfogalmazása integrálegyenlettel, a modell diszkretizálása, a szingularitás kezelése. Demonstrációs példák: sugárzók és reflektáló felületek terének számítása, inverz szórási problémák.

Végeselem módszer (FEM).

A FEM elméleti alapjai, előfeldolgozás–megoldás–utófeldolgozás, megoldási eljárások, a végeselem-háló kialakítása, a modell szingularitásainak kezelése. A végeselem-szoftver tipikus kezelőfelületének bemutatása a COMSOL használatán keresztül. Demonstrációs példák: sajátérték problémák (csőtápvonalak, rezonátorok modális analízise), hullámterjedési feladatok (csőtápvonalak, optikai hullámvezetők, iránycsatolók, teljesítményosztó szórási paramétereinek számítása).

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

Előadás és gyakorlat.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

szóbeli beszámoló a hallgatóval előre megbeszélt, egyénre szabott témakörrel kapcsolatban kiadott irodalom feldolgozásáról.

b. A vizsgaidőszakban: vizsga.

A vizsga anyaga egy, a tanultakhoz kapcsolódó, a hallgatóval előre megbeszélt témakör feldolgozása és egy ehhez illeszkedő feladat önálló megoldása. A vizsga a kurzus többi résztvevője előtt tartott szemináriumi formában történő előadás, amely keretében a hallgató beszámol az önállóan végzett munka eredményeiről.

c. Elővizsga: nincs.

11. Pótlási lehetőségek

A sikertelen félévközi beszámoló a pótlási héten javítható.

12. Konzultációs lehetőségek

A tantárgy oktatói minden héten egy alkalommal adott időben személyesen konzultálnak azokkal, akik erre igényt tartanak.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Jegyzet:

A félév során elektronikusan hozzáférhető óravázlatok.

Felhasználható irodalom:

Simonyi Károly, Elméleti Villamosságtan, Tankönyvkiadó, Budapest, 1958.

J. Van Bladel, Electromagnetic Fields, Second edition, IEEE Press, New York, 2007.

C. A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, Willey, New York, 1989.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	6
Felkészülés zárthelyire
Házi feladat elkészítése	16
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	8
Vizsgafelkészülés	48
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
dr. Sebestyén Imre	egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
dr. Gyimóthy Szabolcs	egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
dr. Pávó József	egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék