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Mikrowellenschaltungstechnik (MWS)5 ECTS (englische Bezeichnung: Microwave Circuit Technology)
Modulverantwortliche/r: Martin Vossiek Lehrende:
Christian Carlowitz
Start semester: |
WS 2021/2022 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
Empfohlene Voraussetzungen:
It is recommended to finish the following modules before starting this module:
HF-Schaltungen und Systeme (SS 2021)
Hochfrequenztechnik (WS 2020/2021)
Inhalt:
Die Mikrowellenschaltungstechnik ist ein essentieller Bestandteil vieler Sensor-, Kommunikations- und informationsverarbeitender Systeme geworden. Ihre Bedeutung wächst weiter mit der steigenden Vernetzung und Automatisierung in den Bereichen Verkehr, Energie und Industrie. Es werden das Design, die Analyse und die Realisierung von hochfrequenten elektronischen Schaltungen von der Komponente bis zum kompletten System behandelt. Ausgehend von der Planung und Auslegung von Mikrowellenschaltungen basierend auf Anforderungen aus der Anwendung wird der komplette Weg über das Design, die Fertigung sowie die messtechnische Charakterisierung abgedeckt.
Dabei werden fundierte Kenntnisse über die Eigenschaften planarer Leitungen und Schaltungen sowie über die Methoden zu deren Berechnung und Modellierung mit modernen computergestützten Simulationstools wie ADS vermittelt. Es werden typische Grundschaltungen wie z.B. Anpassschaltungen, Koppler, Mischer, Verstärker, wie sie heutzutage fast in allen Kommunikationsmodulen und Mikrowellensensorsystemen vorkommen, behandelt. Die fundierte theoretische Betrachtung dieser Grundschaltungen und der zugehörigen Entwurfstechniken sowie der Integration in größere Systeme wird ergänzt durch viele praktische Designübungen am PC und durch experimentelle Aufbauten und Versuche im Labor.
Planare Mikrowellenleiter
Computergestützte Simulation von Mikrowellenschaltungen
Passive Schaltungstechniken basierend auf Leitungen (Anpassschaltungen, Filter, Hybride)
Aktive Grundschaltungen (Mischer, Verstärker, Oszillatoren)
Systemarchitekturen (Sender-Empfänger-Trennung, Frequenzumsetzung, Vervielfachung, PLLs)
Konzeption von Schaltungen unter Einfluss von Nichtidealitäten (Rauschen, Nichtlinearität, Übersprechen, Stabilität).
Desweiteren: Planung, Entwurf und Test eines Radartransceivers in Mikrostreifenleitungstechnik
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
erwerben fundierte Kenntnisse über die Eigenschaften von planaren Leitungen und Schaltungen und über die Methoden zu deren Berechnung und Modellierung mit modernen computergestützten Simulationstools wie ADS und CST und sie können die Leitungs- und Schaltungstrukturen und die Methoden zu deren Berechnung und Modellierung differenziert auswählen und anwenden;
sind in der Lage, HF-Schaltungen und -Komponenten zu analysieren und deren hochfrequenten Eigenschaften mit Hilfe von Schaltungssimulationsprogrammen zu berechnen und Kriterien aufzustellen um sie zu charakterisieren und zu bewerten;
sind in der Lage Schaltungen und Schaltungsdesigns zu konzipieren, auszuarbeiten und anzufertigen und ihr Verhalten zu validieren.
Literatur:
Pozar, D. M.: Microwave Engineering. 4. Auflage. Wiley, 2011.
Bächtold, W.: Mikrowellenelektronik. Vieweg, Braunschweig, 2002.
Besser, L., Gilmore, R.: Practical RF Circuit Design for Modern Wireless Systems. Vol. I, Vol. II. Norwood, Artech House, 2003.
Weitere Informationen:
Keywords: Mikrowellen, integrierte Schaltung, Wellenleiter, Hochfrequenz
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Studienrichtung Allgemeine Elektrotechnik | Kern- und Vertiefungsmodule Allgemeine Elektrotechnik | Vertiefungsmodule Allgemeine Elektrotechnik | Mikrowellenschaltungstechnik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Mikrowellenschaltungstechnik (Prüfungsnummer: 62511)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
- Nachfolge und Ersatz für "Mikrowellenschaltungstechnik 1",
- Erstablegung: WS 2021/2022, 1. Wdh.: SS 2022 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: | Martin Vossiek |
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