DE0679 Elektromagnētisko lauku modelēšanas programmatūras rīki

Kods DE0679
Nosaukums Elektromagnētisko lauku modelēšanas programmatūras rīki
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Profesionālais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Jānis Semeņako, Romāns Kušņins
Kredītpunkti 6.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss ir ar profesionālu ievirzi, kurā tiek skatīts kā formulēt un praktiski risināt problēmas par dažādu elektromagnētisko ierīču darbības parametru un raksturojumu aprēķiniem pielietojot modernu elektromagnētisko lauku modelēšanas programmatūru. Studiju kursā īsumā skata galvenās skaitliskās metodes, kuras pielieto elektromagnētisko lauku aprēķinos un dažādu modelēšanas programmpakešu iespējas un pielietojumu. Studiju kursa praktiskajā daļā tiek apgūts darbs ar modelēšanas programmpaketēm (Ansys HFSS vai CST Studio) un to pielietošanas iespējas inženieruzdevumu risināšanai, tiek apgūts praktisks darbs ar programmpaketēm laboratorijā modelējot dažādas mikroviļņu iekārtas, piemēram, filtri, mikroslokšņu filtri un antenas, frekvenču selektīvas virsmas, metamateriālu parametru noteikšana..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Ievads. Pārskats par elektromagnētiskā lauka pamata jēdzieniem un likumiem. Izstarošanas likumi. Antenu raksturojumi. 2 4 0 0
Maksvela vienādojumu diskretizācija. Laika un frekvenču domēnu metodes. Galīgo diferenču metode un MATLAB simulācijas. 2 2 0 0
Robežnosacījumi. Ideāli vadošas virsmas. Funkciju aproksimācija ar bāzes funkcijām. Konverģence. Lineāras telpas. 4 4 0 0
Galīgo elementu metode. Variāciju formulējums Polinomiālā interpolācija. Lagranža polinomi. Matricas elementu aprēķins. 4 4 0 0
Galīgo elementu metode- matricas sastādīšana. Lineāras algebras elementi. Matricas nosacītība un iteratīvas metodes. 4 4 0 0
Momentu metodes priekšrocības, trūkumi. Garo līniju matricas metode. Pusanalītiskās metodes. Dažādu metožu pielietojumi. 4 2 0 0
Iepazīšanās ar lauku modelēšanas programmatūru un tās iespējām. Daži modelēšanas piemēri. Adaptīva modelēšana. 2 2 0 0
Zemfrekvenču un mikroviļņu filtru aprēķins. Filtru modeļi. Saites matricas koeficientu metode. 1 3 0 0
Mikroslokšņu filtra aprēķina piemērs: rezonanses frekvences un saites koeficientu noteikšana ar modelēšanas palīdzību. 1 3 0 0
Mikrosloksnes antenas rezonanses frekvences noteikšana un salāgošana. Absorbējošie robežnosacījumi to klasifikācija. 2 2 0 0
Periodisku struktūru modelēšana HFSS vidē. Frekvences selektīva virsmas un antenu režģa modelēšana. 2 2 0 0
Optimizācija metožu apskats. Globālās un lokālas optimizācijas metodes. Optimizācija HFSS vidē. 2 2 0 0
Praktiska modelēšana. Zemfrekvenču filtra aprēķins un modelēšana LTSpice vidē 4 8 0 0
Praktiska modelēšana. 4-tās kārtas joslas mikrosloksnes filtra elementu aprēķins un modelēšana HFSS vidē. 8 10 0 0
Praktiska modelēšana. Mikrosloksnes antenas modelēšana HFSS vidē. 4 8 0 0
Praktiska modelēšana. Frekvences selektīvas virsmas modelēšana HFSS vidē 4 8 0 0
Praktiska modelēšana. Metamateriālu parametru noteikšana HFSS vidē. 4 8 0 0
Metāliskā objekta radara šķērsgriezuma (RCS) noteikšana. 4 8 0 0
Praktiska modelēšana. Ierīces modeļa izveide un modelēšana HFSS vidē. 4 8 0 0
Eksāmens. 2 4 0 0
Kopā: 64 96 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir: 1) iepazīstināt ar elektromagnētisko lauku aprēķinu pamata skaitliskajām metodēm un to izmantošanu modernajās programmpaketēs; 2) iepazīstināt ar populārām elektromagnētisko lauku modelēšanas paketēm to moduļiem un pielietojumu; 3) sniegt zināšanas par programmpakešu praktisku pielietošanu, izveidot prasmes modelēt dažādas RF iekārtas, izmantojot programmpaketes. Studiju kursa uzdevumi ir: 1) sniegt pamata zināšanas par skaitliskajām metodēm, kuras tiek izmantotas elektromagnētisko lauku modelēšanas programmatūrā; 2) iemācīt kā strādāt ar modelēšanas programmatūru, uzdot modelējamo iekārtu veidu, izmērus un parametrus, izvēlēties robežnosacījumus un citus nepieciešamus nosacījumus, iegūt rezultātus; 3) attīstīt spējas patstāvīgi veidot aprēķinu modeļus, saprast rezultātus, pētīt un optimizēt; 4) izveidot prasmes patstāvīgu apgūt darbu ar programmpakešu jauninājumiem un nākotnes programmatūru.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj un prot veikt mikroviļņu iekārtu modelēšanu un aprēķinu ar profesionālu programmatūru Ansys HFSS (vai CST MW Studio). - Laboratorijas darbs (darbs laboratorijā, teorētiskais pamatojums, atskaite un aizstāvēšana).
Spēj veikt reālās mikroviļņu ierīces modelēšanu ar profesionālu programmatūru Ansys HFSS (vai CST MW Studio). - Laboratorijas darbi. Individuāls uzdevums modelēšanā.
Spēj izskaidrot skaitļošanas elektrodinamikas pamata skaitliskās metodes, zina to trūkumus, priekšrocības, pielietošanu. - Eksāmens. Laboratorijas darbi.
Pārzina galveno skaitliskās elektrodinamikas metožu (FDTD, MoM, FEM) būtību. - Eksāmens.
Pārzina komerciālo programmatūras rīku Ansys HFSS un CST MW Studio iespējas, pielietošanu, priekšrocības un trūkumus. - Eksāmens. Laboratorijas darbi.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Laboratorijas darbi - 70%
Individuāls uzdevums modelēšanā - 20%
Eksāmens - 10%
 
Priekšzināšanas Elektromagnētisma pamata sakarības un pamatjēdzieni. Priekšstati par mikroviļņu pasīvām iekārtām.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 6.0 16.0 16.0 32.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]