DE0114 Elektrodinamika un RF iekārtas

Kods DE0114
Nosaukums Elektrodinamika un RF iekārtas
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Profesionālais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Jānis Semeņako, Tatjana Solovjova, Romāns Kušņins
Kredītpunkti 4.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss ir pamata studiju kurss par elektromagnētisko lauku pamata likumiem, elektromagnētisko lauku uzvedību un elektromagnētisko viļņu izplatīšanos mikroviļņu diapazonā. Studiju kurss nodrošina izpratni par elektromagnētisko viļņu izplatīšanos dažādos materiālos un vidēs, par viļņu atstarošanos no vižu robežām un izplatīšanos TEM viļņu līnijas un vienkāršos viļņvados. .
Studiju kursā tiek skatītas vienkāršas RF iekārtas un tiek dots ieskats par magnētodielektrisku slāņu filtriem, elektromagnētisko viļņu absorbētājiem un salāgotājiem, mikroslokšņu līnijām. Laboratorijā tiek apgūta lauku un iekārtu modelēšana ar programmatūru MATLAB Simulink RF module un Comsol RF module un MATLAB pielietošana skaitliskajos aprēķinos..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads kursā. Pamatjēdzieni. RF iekārtu pielietojumi mūsdienās. 1 0 0 0
Elektromagnētisko lauku aprēķinu analītiskās un skaitliskās metodes, programmatūra. 1 0 0 0
TEM viļņi un to līnijas. Koaksiālais kabelis un mikro slokšņu līnijas un līniju nogriežņi – RF ķēžu elementi. 4 6 0 0
Līniju slogošana, salāgošana un salāgojošie elementi. TEM viļņu līniju praktisks pielietojums. 4 6 0 0
Vektoru algebras pielietošana. Diverģences un Stoksa teorēmas. Makroskopiskās elektrodinamikas tuvinājumi. 2 2 0 0
Elektromagnētiskā lauka pamatjēdzieni. Integrālie un diferenciālie Maksvela vienādojumi laika formā. 2 4 0 0
Materiālu vižu īpašības un vidu klasifikācija. Vadītāji un dielektriķi. 2 2 0 0
Elektromagnētisko lauku apraksts un pamatlikumi harmonisku svārstību gadījumā. Kompleksās amplitūdas. 4 4 0 0
Vides raksturojumi kompleksā formā. Enerģijas pārnese. Pointinga vektors laika un kompleksā formās. 2 2 0 0
Viļņu vienādojums kompleksā formā. Plakani harmonisku viļņi un to izplatīšanās dažādās vidēs. Dispersija. 2 2 0 0
Robežnosacījumi. Viļņu normāla krišana uz divu vižu robežas. 2 2 0 0
Viļņu polarizācija. Polarizators – RF iekārta vēlamā polarizācijas veida izveidei. 2 2 0 0
Mikroviļņu pārvades līnijas un to veidi mikroviļņu diapazonā, terahercu un optiskajos diapazonos. 2 2 0 0
Taisnstūra viļņvads. Lauki un to aprēķins taisnstūra viļņvadā. Lauku struktūra un strāvas uz viļņvada sieniņām. 4 6 0 0
Atstarotie un caurejošie lauki vilnim slīpi krītot uz divu vidu robežu. Snelliusa likumi un Freneļa formulas. 4 4 0 0
Ieskats par magnētodielektriku slāņu filtriem. Elektromagnētisko viļņu absorbētāji un salāgotāji. 2 2 0 0
MATLAB un COMSOL pielietošana elektromagnētisko lauku modelēšanai un aprēķiniem (lab.d.). 8 8 0 0
Konsultācijas. Pārbaudes darbu pārskatīšana. Mājas un laboratorijas darbu aizstāvēšana. Gatavošanās eksāmenam. 10 6 0 0
Gala pārbaudījums. Eksāmens. 2 0 0 0
Kopā: 60 60 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir: 1) sniegt zināšanas par dinamisku elektromagnētisku lauku pamatlikumiem, pamatlielumiem, principiem un teorēmām; 2) iepazīstināt ar elektromagnētisko lauku aprēķina pamata metodēm un to pielietošanu pētot viļņu izplatīšanos dažādās vidēs, TEM līnijās un viļņvados; 3) iepazīstināt ar vienkāršu RF iekārtu darbību un pielietojumiem. Studiju kursa uzdevumi ir: 1) iemācīt aprēķināt strāvas un spriegumus, impedanci un rimšanu TEM pārvades līnijās un viļņu izplatīšanos līnijās, veikt līniju salāgošanu un aprēķināt pārnestu jaudu; 2) sniegt zināšanas par vektoru analīzes izmantošanu elektromagnētisko lauku aprēķinos; 3) iemācīt klasificēt vides, aprēķināt viļņu izplatīšanos homogēnās vidēs ar un bez zudumiem un to atstarošanos un cauriešanu, ja dažādas vides atdala plakana robeža; 4) izveidot prasmes aprēķināt elektromagnētiskos laukus un to parametrus taisnstūra metāliskā viļņadā; 5) sniegt priekšstatus par viļņu izplatīšanos dažādos viļņvados, slāņainās vidēs un par teorijas un programpakešu pielietošanu dažādu RF iekārtu izveidošanā un aprēķinos.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Prot pielietot vektoru algebru elektrodinamikas izteiksmju pārveidošanai un aprēķinu veikšanai. - Mājas darbs Nr.1. Pārbaudes darbs Nr.1. Eksāmens.
Spēj fizikāli izskaidrot pamatjēdzienus un vienkāršus procesus, pārzina elektromagnētiskā lauka teorijas pamatjēdzienus un pamatsakarības. - Pārbaudes darbi Nr. 1-4. Mājas darbi Nr.2,3. Laboratorijas darbu Nr.1-4 noformēšana un atskaišu aizstāvēšana.
Spēj klasificēt vides un aprēķināt viļņu izplatīšanos homogēnas vidēs un atstarotos un caurejošos laukus, ja vilnis krīt uz divu vidu plakanu robežu, analizēt un izskaidrot iegūtos rezultātus. - Mājas darbs Nr.3. Pārbaudes darbi Nr.3,4. Eksāmens.
Spēj izskaidrot un aprēķināt viļņu izplatīšanos TEM viļņu pārvades līnijās un taisnstūra metāliskā viļņvadā un pielietot iegūtos rezultātus. - Mājas darbs Nr.2. Pārbaudes darbs Nr.2. Laboratorijas darbi. Eksāmens.
Prot pielietot elektromagnētisko lauku modelēšanas programmatūru COMSOL un MATLAB Simulink RF modules RF iekārtu lauku aprēķiniem. - Laboratorijas darbu Nr.1-4 nostrādāšana, atskaišu noformēšana un aizstāvēšana.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Mājas darbi - 24%
Pārbaudes darbi (kontroldarbi) - 32%
Laboratorijas darbi - 24%
Eksāmens - 20%
 
Priekšzināšanas Matemātika: vektoru algebra, kompleksie skaitļi, diferenciālvienādojumi, lauka teorija. Fizika un Elektrība un magnētisms. Elektrostatika un magnetostatika. Dielektriķi, magnētiķi, vadītāji. Elektromagnētisms. Svārstības un viļņi. Optika. Darbs ar MatLab programmatūru. Pamata zināšanas ķēžu teorijā un signālu apstrādes pamatos.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 4.0 50.0 0.0 10.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]