BME VIK - Mikrohullámú eszközök számítógépes tervezése

magyar nyelvű adatlap

vissza a tantárgylistához nyomtatható verzió

Mikrohullámú eszközök számítógépes tervezése

A tantárgy angol neve: Laboratory Work: Computer Aided Design of Microwave Devices

Adatlap utolsó módosítása: 2008. október 29.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak, MSc képzés

Nagyfrekvenciás eszközök számítógépes analízise és tervezése mellékszakirány

Kötelezően választható tantárgy

Tantárgykód	Szemeszter	Követelmények	Kredit	Tantárgyfélév
VIHVM361	3	2/1/0/v	4

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Gyimóthy Szabolcs,

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:

BMEVIHVA204 Elektromágneses terek

BMEVIHVM285 Nagyfrekvenciás eszközök térelméleti modellezésének alapjai

BMEVIHVM360 Nagyfrekvenciás áramkörök és rendszerek elemei

7. A tantárgy célkitűzése

A laborok célja, hogy az előzőleg megismert elméleti háttér birtokában a hallgatók a gyakorlatban is képesek legyenek önálló tervezési feladatok megoldására. Ennek keretében részletesen megismerkednek a végeselem programcsomagok kezelőfelületével és használatával, elsajátítják a nagyfrekvenciás tervezésben nélkülözhetetlen speciális technikákat, végül interaktívan részt vesznek néhány feladat megoldásában.

8. A tantárgy részletes tematikája

A végeselemes térszámítási program használatának elsajátítása.
Részletesen bemutatjuk a COMSOL szoftver lehetőségeit, továbbá rövid betekintést adunk a CST és a HFSS szoftverek használatába. Témakörök: a grafikus felhasználói felület; geometriai modellek, a geometria bevitele; a peremfeltételek, gerjesztések és mérési helyek (portok) megadása; az automatikus hálógenerálás beállítása; az eredmények megjelenítése, a háromdimenziós vektormezők ábrázolásának lehetőségei, karakterisztikák felvétele; a teljes folyamat paraméterezése és automatizálása, a COMSOL-szkriptek.

Speciális technikák használata a nagyfrekvenciás mérnöki tervezésben.
A térbeli (és esetleg időbeli) diszkretizálás szerepe és optimális megválasztása, adaptív hálógenerálás. Hibaanalízis, szingularitások kezelése, a duális megoldások szerepe, a megoldás értékelésének szempontjai. Térbeli-dekompozíciós, és hálóredukciós technikák alkalmazása nagyméretű feladatoknál. Az illesztett réteg (Perfectly Matched Layer, PML) helyes alkalmazása. Periodikus peremfeltételek, és a homogenizálási elv alkalmazása. Szórási paraméterek és karakterisztikák számítása. Optimalizációs eljárások.

Gyakorlati tervezési feladatok megoldása.
A megoldásokon keresztül bemutatjuk a végeselem szoftver használatát, valamint a korábban ismertetett speciális technikák alkalmazását. Példák: antenna sugárzási terének számítása, iránycsatolók és teljesítményosztók tervezése, abszorber-struktúrák modellezése.

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

Heti 1 alkalom előadás. (2 óra/hét), Kéthetente 1 alkalom gyakorlat (2 óra/2 hét)

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:
szóbeli beszámoló a vizsgára kijelölt, egyénre szabott tervezési feladathoz kapcsolódóan kiadott irodalom feldolgozásáról.
b. A vizsgaidőszakban: vizsga.
A vizsga anyaga egy számítógépes tervezési 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:
- Badics Z., Sebestyén I.: Számítógépes mezőszimuláció I. A végeselem módszer alkalmazása elektromágneses terek számítására. (Kézirat) BME-EVT 1992-94
- Zombory L., Koltai M.: Elektromágneses terek gépi analízise, Műszaki Könyvkiadó,
Budapest, 1979.
- Ida N., Bastos J.P.A.: Electromagnetics and Calculation of Fields. Springer, New York, 1992.
- Partial Differential Equation Toolbox, Users Guide. The Mathworks Inc.
- FEMLAB Electromagnetics Module, Users and Reference Guide, Comsol AB. 2002.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	35
Felkészülés zárthelyire
Házi feladat elkészítése	10
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	30
Összesen	117

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

Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Mikrohullámú eszközök számítógépes tervezése