Kursplan för |
|
EEM021 - Högfrekvensteknik
|
| High frequency electromagnetic waves |
| |
| Kursplanen fastställd 2019-02-06 av programansvarig (eller motsvarande) |
| Ägare: TKELT |
|
|
7,5 Högskolepoäng
|
| Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd |
| Utbildningsnivå: Grundnivå |
|
Huvudområde: Elektroteknik |
|
Institution: 70 - RYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
|
Undervisningsspråk: Svenska
Anmälningskod/tillfälleskod: 50140
Sökbar för utbytesstudenter: Nej
Blockschema:
A
Endast studenter med kurstillfället i programplan
| Modul |
|
Poängfördelning |
|
Tentamensdatum |
|
Lp1 |
Lp2 |
Lp3 |
Lp4 |
Sommarkurs |
Ej Lp |
| 0107 |
Tentamen |
6,0hp |
Betygskala: TH |
|
|
6,0hp
|
|
|
|
|
|
13 Jan 2020 em M
|
08 Apr 2020 fm DIST
|
18 Aug 2020 em J |
| 0207 |
Laboration |
1,5hp |
Betygskala: UG |
|
|
1,5hp
|
|
|
|
|
|
|
I program
TKELT ELEKTROTEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 3 (obligatoriskt valbar)
TKTFY TEKNISK FYSIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 3 (valbar)
Examinator:
Vincent Desmaris
Gå till kurshemsida
Ersätter
EEM020
Högfrekvensteknik
Behörighet:
För kurser på grundnivå inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program där kursen ingår i programplanen.
Kursspecifika förkunskaper
Grundläggande elektromagnetisk fältteori, t ex EEM015 Elektromagnetiska fält.
Syfte
Kursen avser att väcka intresse för, samt ge en nödvändig grund för, förståelse och beskrivning av högfrekventa elektromagnetiska vågfenomen och exemplifiera dessa inom moderna tillämpningar t ex fiberoptik, laserteknik, mikrovågsteknik och mikroelektronik. Studenterna ska lära sig använda Maxwells teori för att lösa elektromagnetiska problem med nära anknytning till tillämpningar och forskning och ska tillägna sig en utökad teoretisk grund som de senare kan specialisera till olika tillämpningsområden (t ex fotonik, mikrovågsteknik etc).
Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)
· beskriva olika typer av transmissionsledningar och deras karakteristiska storheter, förstå vågutbredning på transmissionsledningar, och kunna använda smithdiagrammet för att lösa transmissionsledningsproblem. · beskriva elektromagnetiska fält i vågledare och kaviteter och använda dessa för att beräkna effekttransport och förluster. · förstå byggblocken i optiska fiberkommunikationssystem, samt de begränsningar som finns med avseende på dispersion och dämpning i sådana system. · beskriva olika mikrovågskomponenter (speciellt högfrekvenstransistorer), bestämma en vågledares längd och avslutning från mätningar på reflekterade vågor, mäta spridningsparametrar för en tvåport och konstruera en mikrovågsförstärkare. · härleda strålning från en given strömprofil, kunna definiera och använda karakteristiska egenskaper hos en antenn, samt förstå och kunna använda radarekvationen.
Innehåll
I. Transmissionsledningar: Olika typer av transmissionsledningar och deras karakteristiska egenskaper. Vågutbredning på transmissionsledningar. Transienta förhållanden; Smithdiagrammet; Anpassningsproblem. II. Vågledare: Egenskaper hos TEM-, TE- och TM-moder i vågledare Beskrivning av elektromagnetiska fält i vågledare. Effekttransport och förluster i en vågledare. Elektromagnetiska fält i resonanta kaviteter, lagrad energi, förluster, kavitetens Q-faktor och resonansfrekvens. III. Optisk fiberkommunikation Systemkomponenter: Sändare, fibrer, förstärkare, mottagare. Fibertransmission: dispersiv pulsbreddning och intersymbolinterferens, dämpning, förstärkning, brus, signal-brusförhållande, bitfelssannolikhet. IV. Mikrovågselektronik Repetition av två-portarbegreppet för transistorer. Spridningsparametrar för två-portar. Mikrovågskomponenter, speciellt högfrekvenstransistorer. Konstruktion av mikrovågsförstärkare m.h.a. Smithdiagrammet. Mikrovågsmätningar. V. Antenner Strålning (elektromagnetiska fält) från en given strömprofil. Egenskaper hos en antenn: direktivitet, riktningsförstärkning, lobbredd, huvudlob, effektförstärkning, strålningsresistans, effektiv area och antennens verkningsgrad. Strålning från en sprötantenn med olika strömprofiler och från uniform och binomialgrupper. Fasstyrning. Strålningsdiagram. Radarekvationen och Friis ekvation.
Organisation
Föreläsningar varvas med övningar (~18 föreläsningar, ~10 övningar). Det ingår tre laborationer som illustrerar de behandlade begreppen med tillämpningar inom olika teknikområden; transmissionsledningar, optisk fiberkommunikation och mikrovågstransistorer.
Litteratur
D.K. Cheng, Field and Wave Electromagnetics, Addison-Wesley, kap 9-11, eller D.K. Cheng, Fundamentals of Engineering Electromagnetics, Addison-Wesley, kap 8-10; T. Fülöp: Kompendium i Högfrekvensteknik; J. Stake, M. Ingvarson and H. Hjelmgren: "Mikrovågselektronik".
Examination inklusive obligatoriska moment
Kursen examineras med två tentamina under kursens gång, godkända laborationer, samt obligatorisk närvaro vid gästföreläsning och studiebesök.