9ο εξάμηνο


Μάθημα: Μικροκυματικές Επικοινωνίες



Κωδικός Μαθήματος: Υ8
Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό
Είδος Μαθήματος: Υποχρεωτικό
Εξάμηνο: 9
Κατεύθυνση: Κατεύθυνση Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων
Ομάδα: Υποχρεωτικό κατεύθυνσης
Διδακτικές Μονάδες: 5
Ώρες διδασκαλίας: 4
Ιστοσελίδα: eclass.uowm.gr/courses/ICTE213/
Γλώσσα διδασκαλίας:Ελληνική
Περιεχόμενο:

Ηλεκτρομαγνητικό πεδίο:  Η κυματική εξίσωση, Επίπεδο ομοιόμορφο κύμα  Γραμμές μεταφοράς:  Η έννοια της γραμμής μεταφοράς, Τύποι γραμμών μεταφοράς – εφαρμογές Κυκλωματικό ισοδύναμο – κυματικές εξισώσεις γραμμής μεταφοράς: Γραμμές μεταφοράς χωρίς απώλειες, Γραμμές μεταφοράς χαμηλών απωλειών, Γραμμές μεταφοράς χωρίς παραμόρφωση Ομοαξονικό καλώδιο, Άλλες ΤΕΜ γραμμές μεταφοράς  Τερματισμός γραμμής μεταφοράς: Ανακλώμενο κύμα – συντελεστής ανάκλασης, Αντίσταση εισόδου γραμμής μεταφοράς, Ροή ισχύος σε γραμμή μεταφοράς, Λόγος στασίμου κύματος (SWR), Πειραματικός προσδιορισμός συντελεστή ανάκλασης – γραμμή με εγκοπή, Ειδικές περιπτώσεις τερματισμένων γραμμών μεταφοράς, Τερματισμός γραμμής μεταφοράς με απώλειες Διάγραμμα Smith, Προσαρμογή στο φορτίο και την πηγή  Κυματοδηγοί:  Η έννοια του κυματοδηγού  Γενικές εκφράσεις κυμάτων ΤΜ και ΤΕ σε κυματοδηγό: Κύματα ΤΕΜ, Κύματα ΤΕ, Κύματα ΤΜ Κυματοδηγοί ορθογωνικής διατομής: Ρυθμοί ΤΕ, Ρυθμοί ΤΜ, Διάδοση κύματος σε μεταλλικούς κυματοδηγούς, Διαδιδόμενη ισχύς σε κυματοδηγό, Απώλειες σε μεταλλικούς κυματοδηγούς, Απόσβεση για συχνότητες μικρότερες της συχνότητας αποκοπής Κυματοδηγοί κυκλικής διατομής: Ρυθμοί ΤΕ, Ρυθμοί ΤΜ, Διάδοση κύματος σε κυματοδηγούς κυκλικής διατομής, Διαδιδόμενη ισχύς, Απώλειες Ομοαξονικό καλώδιο – ρυθμοί ανώτερης τάξης, Η έννοια της χαρακτηριστικής αντίστασης σε κυματοδηγό  Επίπεδες γραμμές μεταφοράς: Πρότυπη επίπεδη διάταξη – διηλεκτρική πλάκα σε αγώγιμο επίπεδο: Ρυθμοί ΤΜ, Ρυθμοί ΤΕ, Ο σχεδόν-ΤΕΜ ρυθμός Η γραμμή ταινίας Η μικροταινία: Ο σχεδόν-ΤΕΜ ρυθμός, Η έννοια της ενεργού σχετικής διηλεκτρικής σταθεράς, Απώ-λειες , Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας, Ακτινοβολία Αιωρούμενες και αντεστραμμένες γραμμές μικροταινίας, Η γραμμή εγκοπής, Ομοεπίπεδες γραμμές, Σύγκριση διαφόρων γραμμών μεταφοράς σε μικροκυματικά ολοκληρωμένα κυκλώματα, Σχεδόν-επίπεδες γραμμές μεταφοράς   Προσαρμογή:  Η έννοια της προσαρμογής, Προσαρμογή με συγκεντρωμένα κυκλωματικά στοιχεία, Προσαρμογή με απλό κλαδωτή, Προσαρμογή με διπλό κλαδωτή, Προσαρμογή με μετασχηματιστή λ/4,  Μικροκυματικά κυκλώματα:  Ισοδύναμες τάσεις και ρεύματα, Πίνακες σύνθετης αντίστασης και αγωγιμότητας, Πίνακας σκέδασης, Ιδιότητες του πίνακα σκέδασης, Πίνακας μετάδοσης ή πίνακας ABCD, Ισοδύναμα κυκλώματα δίθυρων δικτύων  Τρίθυρα και τετράθυρα δίκτυα:  Ιδιότητες τρίθυρων και τετράθυρων μικροκυματικών δικτύων: Τρίθυρα δίκτυα, Τετράθυρα δίκτυα Τρίθυροι διαιρέτες ισχύος: Διακλαδώσεις τύπου Τ, Ο διαιρέτης ισχύος Wilkinson Κατευθυντικοί ζεύκτες: Τετραγωνικό υβριδικό, Υβριδικό 180ο, Κατευθυντικοί ζεύκτες συζευγμένης γραμμής, Κατευθυντικοί ζεύκτες κυματοδηγών Διατάξεις φερριτών: Απομονωτές, Κυκλοφορητές

Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα:

Το μάθημα αποτελεί μια βασική εισαγωγή στις έννοιες των γραμμών μεταφοράς, των κυματοδηγών και των μικροκυματικών δικτύων. Η ύλη του μαθήματος στοχεύει να εισάγει τους φοιτητές στα βασικά χαρακτηριστικά μεγέθη που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των γραμμών μεταφοράς, καθώς και να τους εξοικειώσει με τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες διατάξεις κυματοδήγησης και τις εφαρμογές τους. Επιπλέον, θίγονται ζητήματα σχεδίασης βάσει συγκεκριμένων προδιαγραφών και λαμβάνοντας υπόψη την εκάστοτε εφαρμογή. Γίνεται μια εισαγωγή στις βασικότερες δομές που χρησιμοποιούνται για την επίτευξη της προσαρμογής, ενώ περιγράφεται ο τρόπος σχεδίασης μέσω του διαγράμματος Smith. Με αυτόν τον τρόπο, καθίσταται εφικτός ο σχεδιασμός ρεαλιστικών κυκλωμάτων. Ακόμη, περιγράφονται βασικές τεχνικές ανάλυσης μικροκυματικών δικτύων, ενώ παρουσιάζονται σημαντικές διατάξεις, όπως οι διαιρέτες ισχύος. Τέλος, στόχος του μαθήματος είναι η πρακτική εξάσκηση των φοιτητών μέσω εργαστηριακών ασκήσεων, προκειμένου να εξοικειωθούν με πραγματικές μικροκυματικές διατάξεις.  

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:  

  • Έχουν κατανοήσει βασικές έννοιες γραμμών μεταφοράς, καθώς και τη λειτουργία των κυματοδηγών, καθώς και να υπολογίζουν τα χαρακτηριστικά τους μεγέθη 
  • Κατηγοριοποιούν και μελετούν επίπεδες γραμμές μεταφοράς 
  • Χρησιμοποιούν μεθόδους προσαρμογής ανάλογα με την εφαρμογή, καθώς και να υπολογίζουν τα εμπλεκόμενα μεγέθη 
  • Αναλύουν τη απόκριση μικροκυματικών δικτύων 
  • Κατηγοριοποιούν και χρησιμοποιούν μικροκυματικά εξαρτήματα ανάλογα με την εφαρμογή - Σχεδιάζουν απλές διατάξεις κυματοδήγησης 
  • Αναγνωρίζουν πραγματικά μικροκυματικά εξαρτήματα και να διεξάγουν μετρήσεις
Προαπαιτούμενα:

-

Μέθοδοι Διδασκαλίας:

Διαλέξεις, Φροντιστηριακές ασκήσεις, Εργαστήρια

Αξιολόγηση:

Μία τελική γραπτή εξέταση (80%) και ο βαθμός του εργαστηρίου (20%)

Βιβλιογραφία:
  • Γιούλτσης Τραϊανός, Κριεζής Εμμανουήλ, Μικροκύματα τόμος Ι, ΕΚΔΟΤΙΚΟΣ ΟΙΚΟΣ ΑΔΕΛΦΩΝ ΚΥΡΙΑΚΙΔΗ, 2008.
  • Γιούλτσης Τραϊανός, Κριεζής Εμμανουήλ, Μικροκύματα τόμος ΙΙ, ΕΚΔΟΤΙΚΟΣ ΟΙΚΟΣ ΑΔΕΛΦΩΝ ΚΥΡΙΑΚΙΔΗ, 2008.
  • Pozar David M., Μικροκυματική τεχνολογία, ΣΤΕΛΛΑ ΠΑΡΙΚΟΥ & ΣΙΑ ΟΕ, 2004.
  • Collin Robert E., Μικροκύματα, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ, 2005.
  • Ουζούνογλου Νικόλαος Κ., Εισαγωγή στα Μικροκύματα, Α. ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ & ΣΙΑ, 1999.