Radiofrekvencijska i mikrovalna mjerenja

Opis predmeta

Obrađuju su temeljne mjerne metode metode i instrumentacija u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području. Naglasak kolegija je na praktičnom radu studenata koji obuhvaća primjere mjerenja osnovnih paramatera sklopova i sustava u radiokomunikacijama i elektronici.

Opće kompetencije

Naglasak predmeta je na razumjevanju temeljnih fizikalnih razlika između mjerne metodologije, građe mjernih instrumenata i mjernih sustava u klasičnom elektroničkom inženjerstvu i inženjerstvu u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području. Na temelju usvojenih teoretskih i praktičnih znanja studenti će biti sposobni izvršiti mjerenje svih osnovnih mjernih veličina koji se javljaju u svakodnevnoj inženjerskoj praksi u radiokomunikacijama i elektronici (mjerenje snage neprekinutih signala, impulsnih signala i signala sa složenom ovojnicom, mjerenje parametara spektra signala, mjerenje raspršnih parametara, mjerenje faktora šuma).

Ishodi učenja

  1. Identificirati razlike između mjerenja u niskofekvencijskom i radiofrekvencijskom i mikrovalnom području
  2. Identificirati osnovne mjerne veličine u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području.
  3. Objasniti građu standardnih laboratorijskih instrumenata (mjerača snage, generator signala, skalarnog i vektorskog analizatora mreža)
  4. Odabrati prikladnu metodu mjerenja i odgovarajući mjerni instrumentarij za svaku temeljnum jernu veličinu u RF i mikrovalnom području (snagu, frekvenciju, raspršne parameter, spektar, faktor šuma i EM polje)
  5. Identificirati potrebne konektore, mjerne kabele i ostalu pomoćnu opremu za pojedino mjerenje
  6. Razviti jednostavni mjerni sustav koji se sastoji od više standardnih mjernih instrumenatu u RF i mikrovalnom području

Oblici nastave

Predavanja

Na predavanjima se svaka cijelina obrađuje teorijski i pomoću pokaznih eksperimenata

Laboratorijske vježbe

Izvode se četiri bloka laboratorijskih vježbi u grupama po 4-5 studenata.

Pokusi na predavanjima

Izvodi se 12 pokaznih eksperimenata koji obuhvaćaju cijelokupno gradivo. Svaki pokus se snima kamerom i projecira na platno kako bi svi studenti mogli pratiti tijek eksperimenta.

Konzultacije

Termini za konzultacije s profesorom i asistentom postoji u svakom tjednu, a potrebi se ponekad organiziraju i grupne konzultacije da se bolje objasni pojedina cijelina.

Konstrukcijske vježbe

Studentima se nudi i NEOBAVEZNI projekt u kojem je potrebno samostalno konstruirati i ispitati mali mjerni sustav. Studenti koji odaberu i uspješno izvedu ovaj projekt dobivaju dodatnih10 bodova. Ovi bodovi se pribrajaju na sve postignute bodove a istovremeno mogu zamijeniti 10 obaveznih bodova iz bilo koje komponente ocijenjivanja.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 20 % 0 % 20 %
Sudjelovanje u nastavi 0 % 3 % 0 % 3 %
Prisutnost 0 % 2 % 0 % 2 %
Međuispit: Pismeni 0 % 10 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 15 %
Završni ispit: Usmeni 50 %
Ispit: Pismeni 0 % 25 %
Ispit: Usmeni 50 %

Tjedni plan nastave

  1. Uvod - Potreba i važnost mjerenja u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području u svakodnevnom radu u radiokomunikacijama i elektronici. Primjeri uobičajnih inženjerskih problema. Osnovne mjerne veličine u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području: snaga, frekvencija, raspršni parametri, spektar signala, temperatura i faktor šuma.
  2. Generatori signala, slobodno oscilirajući generator, dinamički generator, sintezirani generator.
  3. Građa digitalnog brojača frekvencije u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području.Mjerenje snage na termičkom principu, bolometar, termopar. Mjerenje snage pomoću diodnog detektora. Razlike između mjerenja neprekinutog signala, impulsno moduliranog signala i signala sa složenom ovojnicom.
  4. Praktični grupni rad I - mjerenje snage i frekvencije sinteziranog laboratorijskog izvora signala u neprekinutom radu i mjerenje snage i frekvencije radiokomunakcijskog uređaja pomoću bolometarskog mjerača i diodnog detektora.
  5. Mjerenje raspršnih paramatera: skalarna i vektorska mjerenja. Građa skalarnog analizatora, skalarna kalibracija.
  6. Mjerenja na radiokomunikacijskim sustavima izvedena iz mjerenja skalrnih raspršnih parametara: mjerenje neprilagodjena antenskog sustava, mjerenje prijenosne karakteristike komunikacijskog lanca.
  7. Praktični grupni rad II - mjerenje skalarnih parametara (povratnih gubitaka i prijenosnog pojačanja odnosno dobitka pretvorbe) mikrovalnog filtera i radiokomunikacijskog bloka sa frekvencijskom pretvorbom (prijemničkog pretvornika prema dolje).
  8. Međuispit
  9. Građa vektorskog heterodinskog analizatora mreža. Kalibracija i vektorska korekcija pogrešaka.
  10. Mjerni kabeli, konektori, mjerne naprave (fixtures) i mikro-probe (wafer probes) . Ekstrakcija mjerenih parametra iz sirovih izmjerenih parametara koji sadrže i parazitne parametre kučišta (de-embedding).
  11. Praktični grupni rad III - mjerenje raspršnih parametara mikrovalnog tranzistora i koeficijenta refleksije antene radiokomunikacijskog uređaja.
  12. Građa heterodinskog analizatora spektra u radiofrekvencijskom i mikrovalnom području frekvencija.
  13. Praktični grupni rad IV - mjerenje presjecišne točke trećeg reda mikrovalnog pojačala i mjerenje spektra odnosno parametara modulacije radiokomikacijskog uredjaja.
  14. Mjerni izvori šuma, Y metoda mjerenja šuma, gradja mjerača šuma
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Bežične komunikacijske tehnologije (profil)
Predmeti specijalizacije profila (2. semestar)

Literatura

G.H Bryiant (1993.), Principle of Microwave Measurements, Pergamon Press
---------- (1997.), RF Fundamental Measurements, Hewlett Packard
---------- (1989.), Vector Measurements of High Frequency Networks, Hewlett Packard

Laboratorijske vježbe

Dr. sc.
Davor Zaluški
Borna Vukadinović
mag. ing.

Izvedba

ID 127428
  Ljetni semestar
4 ECTS
R2 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
80 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan