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
[FER2-HR] 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

Za studente

Izvedba

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

Ocjenjivanje

90 izvrstan
80 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan