Antennák gyakorlati alkalmazásai

Antennák gyakorlati alkalmazásai

Tárgykód	VIHVAV02
Általános infók
Szak	villany BSc/MSc
Kredit	4
Ajánlott félév	tavasz
Tanszék	HVT
Követelmények
Jelenlét	nincs
NagyZH	nincs
Vizsga	szóbeli
Elérhetőségek
Tantárgyi adatlap
Tárgyhonlap

Tantárgyi leírás, kedvcsináló

A rádiós vezeték nélküli rendszerek alkalmazása napjainkra a műszaki élet minden területen, ha úgy tetszik minden háztartásban megjelenik. Elegendő csak a mobil telefonokra, WiFi összeköttetésekre vagy a rádiós távirányítókra gondolni. Az összeköttetések megteremtésének nagyon fontos elemei az antennák, melyeknek tervezését, kivitelezését és mérését sokan misztikusnak gondolják. A tárgy előadója nem az antennák elméleti vizsgálatára (Maxwell egyenletek megoldása) helyezi a hangsúlyt, hanem feladat orientáltan mutatja be az antennák típusait, és ahol az időbeli korlátok lehetővé teszik meg is tervezi, a hallgatókkal együtt meg is építi és méri az egyes típusokat. A tervezésnél az ipari gyakorlatban is legelterjedtebb EZNEC, HFSS, AWR Microwave Office és CST tervező szoftvereket ismerik meg és használják a hallgatók a tanszéki számítógépes tervező laboratóriumban.

Előadók

• Dr. Nagy Lajos - Antennák, EMC és hullámterjedés labor (HVT)
• Dudás Levente - Mikrohullámú távérzékelés labor (HVT)
• Dr. Zólomy Attila - Silabs
• Szűcs László - Antennák, EMC és hullámterjedés labor (HVT)

Tematika

Előadások

• 1. Előadás: Bevezetés.
• 2. Előadás: A rádióösszeköttetések méretezésének alapjai. Rendszerparaméterek - adóteljesítmény, vételi küszöb, jel-zaj és jel-interferencia viszony.
• 3. Előadás: Az elemi sugárzók, áram és felületelemek. Antennaparaméterek: iránykarakterisztika, irányítottság, bemeneti impedancia.
• 4. Előadás: Bemeneti impedancia, bemeneti reflexió. A bemeneti impedancia illesztése.
• 5. Előadás: Huzalantennák. Optimális antennahossz.
• 6. Előadás: Kisméretű antennák sugárzási korlátai, minimális Q, hatásfok, sávszélesség
• 7. Előadás: Kisméretű antennák típusai: nyomtatott monopól, meander, ILA, IFA, huzal, PIFA, hajlított monopól, hurok, tervezés menete, hangolás, illesztés
• 8. Előadás: Kisméretű keret antennák felépítése, működése. Keretantennák közel-téri mérési alkalmazása EMC feladatoknál.
• 9. Előadás: Antennanyereség növelése - reflektor ill. antennarendszer (Yagi) típusú nyereséges antennák.
• 10. Előadás: Többsávú antennák. Többsávú mobil telefon antennák a GSM és UMTS sávokra. Az antennák méretkorlátainak hatása az antennák elektromos paramétereire.
• 11-12. Előadás: Microstrip antennák. Microstrip antennák felépítése, tápvonal modellje.
• 13. Előadás: Mérőantennák. Szélessávú antennatípusok, tölcsér antennák.
• 14. Előadás: Digitális nyalábformálás antennarendszerekkel. Az antennarendszer elemei, nyaláb vezérlése, mozgatása.

Gyakorlatok

• 1. Gyakorlat: Az EZNEC program bemutatása, használata
• 2. Gyakorlat: Antennaparaméterek: iránykarakterisztika, irányítottság, bemeneti impedancia huzalantennák esetére az EZNEC program alkalmazásával (dipól, monopól antenna)
• 3. Gyakorlat: Antennák bemeneti impedanciájának illesztése
• 4. Gyakorlat: Antenna tervezés az ISM (433 MHz, 866 MHz) sávokra rádiós modulokhoz. Ground Plane típusú monopól antenna.
• 5. Gyakorlat: Rövidített antenna tervezése, induktivitás beiktatása
• 6-7. Gyakorlat: Nyereséges körsugárzó antenna tervezése - Franklin, kollineáris antenna
• 8-9. Gyakorlat: Szektor sugárzók tervezése - síkreflektor, sarokreflektor tervezése az EZNEC alkalmazásával
• 10-11. Gyakorlat: Planár struktúrájú sugárzók tervezése - CST ill. HFSS alkalmazásával
• 12-13. Gyakorlat: Mikrosztrip antennarendszerek tervezése GPS, WiFi és DVB-T sávokra
• 14. Gyakorlat: Antenna miniatürizálás, kisméretű antenna tervezése GSM, UMTS mobil eszközökhöz

Laboratóriumok

• 1-2. labor: Huzal elemek, koncentrált elemek jellemzése, helyettesítő képe a frekvencia függvényében. Mérés impedancia analizátorral 1-1000MHz frekvenciatartományban.
• 3. labor: ISM sávú Ground Plane antenna impedanciájának mérése, összevetés a szimulációs eredményekkel
• 4. labor: Rövidített antenna mérése (ISM sáv)
• 5. labor: A földlemez (ellensúly) hatása az antenna paramétereire - mérés
• 6-7. labor: Reflektoros szektor sugárzó antenna mérése
• 8-9. labor: Yagi, helix és biquad antenna mérése, összehasonlítása
• 10-11. labor: GPS és Wi-Fi sávú planár antennák mérése
• 12-13. labor: Planár antennarendszer mérése
• 14. labor: Demonstrációs mérés adás ill. vételi irányú nyalábformáló antennarendszer alkalmazásával.

Követelmények

Évközben egy tervezési feladat elvégzése az elvárt legalább elégséges szintre. Az ehhez szükséges tudást a hallgató az előadásokkal együtt tartott gyakorlaton sajátíthatja el.

Segédanyagok

A tantárgy részletes időbeosztása és az összes segédanyag megtalálható a HVT új tanulmányi portálján, ahová a BME-címtár azonosítóval léphetnek be a kurzust hallgatók. A tanulmányi portálon mindig megtalálhatóak az aktuális információk a tárggyal kapcsolatban.

• HVT Tanulmányi Portál