Czego uczymy w Katedrze IMiA

Na jakich częstotliwościach pracują nowoczesne układy i systemy elektroniczne?
Odp: Na wysokich częstotliwościach.


Chcesz zostać specjalistą w dziedzinie projektowania i diagnostyki nowoczesnych systemów elektronicznych i telekomunikacyjnych?
Wybierz profil "Inżynieria mikrofalowa i antenowa" a następnie specjalność "Inżynieria komunikacji bezprzewodowej" i przejdź z nami studia, które zrobią z Ciebie specjalistę określanego w świecie mianem RF Engineer.

Nasz kurs przygotuje Cię do projektowania elementów i układów stosowanych we współczesnych systemach komunikacji przewodowej i bezprzewodowej, nawigacji satelitarnej, radiolokacji itp. Nasi absolwenci potrafią sprawnie obsługiwać nowoczesne środowiska symulacyjne CAD i pomiarowe (CAM) w zakresie elementów, układów oraz systemów, a także oprogramowywać mikromoduły komunikacyjne i urządzenia mobilne.

Poniżej wymienione zostały przedmioty na studiach I i II stopnia, wraz z ich krótkim opisem, które należy przejść aby zostać RF Engineer. Materiały dydaktyczne do przedmiotów prowadzonych w Katedrze znajdują się na Stronie Domowej KIMiA: mwave.eti.pg.gda.pl

Semestr 2 - I stopień

Podstawy elektrodynamiki

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Ćwiczenia: 1h/tyg

 

Przedmiot przedstawia wiedzę będącą podstawą do zrozumienia zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w układach elektronicznych, w szczególności w nowoczesnych układach i systemach wysokoczęstotliwościowych (zarówno przewodowych jak i bezprzewodowych).
W ramach zajęć poznasz podstawowe prawa, nauczysz się analizować i interpretować zjawiska elektromagnetyczne. Zdobyta wiedzą jest bazą dla większości przedmiotów nauczanych w dalszym toku studiów. Bezpośrednią kontynuacją tego przedmiotu będą zajęcia z "Pól i fal elektromagnetycznych", następnie z "Techniki bardzo wysokich częstotliwości", "Inżynierii mikrofalowej", "Techniki antenowej" itd. Jednocześnie omawiane tu zjawiska są niezbędnym uzupełnieniem dla takich pzredmiotów jak: "Teoria obwodów"czy też "Technika światłowodowa" .
 

 

Semestr 3 - I stopień

Anteny i propagacja fal

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Projekt: 1h/tyg

 

W ramach przedmiotu zapoznasz się z działaniem i z podstawowymi parametrami elektrycznymi anteny, zrozumiesz ich sens fizyczny opisujący współpracę urządzenia antenowego z częścią przewodową i bezprzewodową łącza radiowego. Poznasz główne czynniki wpływające na tłumienie sygnału radiowego w środowisku propagacyjnym, co warunkuje zasięg działania stacji radiokomunikacyjnej. W ramach zajęć projektowych nauczysz się używać oprogramowania specjalistycznego do projektowania prostych anten oraz szyków antenowych działających na wysokich czestotliwościach.

 

Elektrodynamika

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Ćwiczenia: 1h/tyg

 

Przedmiot, prowadzony dla kierunku Automatyka i robotyka przedstawia podstawową wiedzę w zakresie zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w układach elektronicznych, w szczególności w nowoczesnych układach i systemach wysokoczęstotliwościowych (zarówno przewodowych jak i bezprzewodowych).
W ramach zajęć poznasz podstawowe prawa, nauczysz się analizować i interpretować zjawiska elektromagnetyczne. Poznasz również sposób opisu i podstawowe parametry fal elekromagnetycznych rozchodzących się zarówno w przestrzeni nieograniczonej jak i w różnego typu ośrodkach.

 

Pola i fale elektromagnetyczne

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Ćwiczenia: 1h/tyg

 

Przedmiot stanowi kontynuację zajęć z "Podstaw elektrodynamiki" i jest bazą do głębszego zrozumienia zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w układach elektronicznych, w szczególności w nowoczesnych układach i systemach wysokoczęstotliwościowych (zarówno przewodowych jak i bezprzewodowych).
W ramach zajęć poznasz sposób opisu i podstawowe parametry fal elekromagnetycznych rozchodzących się zarówno w przestrzeni nieograniczonej jak i w różnego typu ośrodkach oraz prowadnicach (linie TEM, falowody, światłowody). Zdobyta tu wiedza jest bazą do serii przedmiotów stanowiących kurs kształcenia tzw. inżyniera RF. Bezpośrednią kontynuacją tego przedmiotu będą zajęcia z "Techniki bardzo wysokich częstotliwości" i "Inżynierii mikrofalowej".

 

Semestr 4 - I stopień

Technika bardzo wysokich częstotliwości

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Ćwiczenia: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Przedmiot jest kontynuacją zajęć z "Pól i fal elektromagnetycznych" i stanowi bazę do zrozumienia zjawisk falowych zachodzących w nowoczesnych układach elektronicznych i systemach wysokoczęstotliwościowych.
Na wykładzie i ćwiczeniach nauczysz się projektować i analizować różnorodne prowadnice falowe (linie paskowe i mikropaskowe, linie koncentryczne, falowody) stosowane popularnie do budowy elektronicznych układów mikrofalowych oraz do przesyłania sygnałów wysokoczęstotliwościowych. Nauczysz się również projektować i analizować proste układy b.w.cz. (np. strojniki, rezonatory). W ramach laboratorium poznasz sposoby pomiaru parametrów i własności układów elektronicznych pracujących w paśmie wysokich częstotliwości. Jednocześnie będziesz miał możliwość samodzielnego wykonania i pomiaru takiego układu.
Przedmiot jest bazą do przedmiotu "Inżynieria mikrofalowa", stanowi również podstawowy element kursu kształcenia tzw. inżyniera RF.

Laboratorium z technik b.w.cz. - plakat informacyjny

 

Semestr 6 - I stopień

Inżynieria mikrofalowa

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Na tym przedmiocie poznasz podstawowe elementy i układy - składniki urządzeń elektronicznych i systemów komunikacyjnych działających na wysokich częstotliwościach.
Na wykładzie zapoznasz się ze sposobem ich opisu, parametrami oraz metodami analizy. W ramach laboratorium nauczysz się obsługi nowoczesnych analizatorów sieci służących do automatycznego pomiaru tychże układów (np. anteny, filtry, multipleksery, cyrkulatory, sprzęgacze).

Laboratorium z inżynierii mikrofalowej - plakat informacyjny

 

Technika antenowa

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg

 

W ramach przedmiotu poznasz podstawy teorii oraz konstrukcje podstawowych typów anten, które stanowią podstawę wspólczesnych systemów komunikacji bezprzewodowej. Wiedza tu zdobyta pozwoli zrozumieć machanizm działania anten, których rynek podlega ciągłej ewolucji i zmianom. Nauczysz się prawidłowo interpretować parametry anten, co ma podstawowe znaczenie dla oceny ich przydatności we wspólczesnych zastosowaniach.

 

Technika światłowodowa w telekomunikacji

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest wprowadzenie do projektowania systemu światłowodowego z uwzględnieniem jego najważniejszych elementów (włókno światłowodowe, nadajnik, odbiornik, sprzęgacze, wzmacniacze optyczne) oraz sposobów jego testowania. W ramach przedmiodu nauczysz się analizować, wyznaczać parametry oraz poznasz podstawy projektowania systemów światłowodowych.

 

Semestr 7 - I stopień

Anteny w komunikacji bezprzewodowej

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

W ramach tego przedmiotu przedstawiamy przegląd podstawowych typów anten oraz szyków antenowych pod kątem ich przydatności do najbardziej popularnych systemów komunikacji bezprzewodowej, radiolokacji, radionawigacji itp. W ramach zajęć zapoznasz się nie tylko z budową tych anten, ale również z ich specyficznymi własnościami, które można wykorzystać w ww. systemach. Poznasz także, dla wybranych anten, ich układy zasilania, których projektowanie i realizacja wymagaja zaawansowanej wiedzy inżynierskiej.

Laboratorium z anten w komunikacji bezprzewodowej - plakat informacyjny

 

Kompatybilność elektromagnetyczna urządzeń zintegrowanych

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych wiadomościami z zakresu kompatybilności elektromagnetycznej. W ramach wykładu zaprezentowane będą zagadnienia związane z zakłóceniami przewodzonymi i promieniowanymi, źródłami zakłóceń oraz metodami ich ograniczania. Przedstawione będą również podstawowe informacje o regulacjach prawnych w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej. W ramach laboratorium studenci będą mieli możliwość zapoznania się z zagadnieniami kompatybilności elektromagnetycznej wykonując ćwiczenia zarówno symulacyjne (projekty przy użyciu symulatorów pełnofalowych) jak i pomiarowe (zastosowanie dedykowanych zestawów edukacyjnych DreamCatcher wraz z oscyloskopami, analizatorami widma i analizatorami sieci oraz pomiary pola w strefie bliskiej przy użyciu skanera pola magnetycznego EMscan).

Laboratorium z kompatybilności elektromagnetycznej urządzeń zintegrowanych - plakat informacyjny

 

Projektowanie urządzeń bezprzewodowych

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 2h/tyg
Projekt: 1h/tyg

 

Ogólnym celem przedmiotu jest opanowanie przez studenta podstaw projektowania układów bardzo wysokiej częstotliwości (b.w.cz.), w tym mikrofalowych, znajdujących zastosowanie w urządzeniach i systemach bezprzewodowych. W tym celu studenci poznają zasadę działania i parametry wybranych elementów pasywnych, aktywnych i innych podzespołów półprzewodnikowych oraz układów b.w.cz., które konstruuje się z ich udziałem. Należą do nich m.in. linie transmisyjne (falowodowe i zintegrowane), elementy RLC, dzielniki mocy, sprzęgacze kierunkowe, układy dopasowujące, filtry, diody detekcyjne i mieszające, diody regulacyjne (waraktory i PIN), tranzystory bipolarne i polowe (zwłaszcza te stosowane w zakresie mikrofal), detektory, przełączniki, wzmacniacze wąsko- i szerokopasmowe. W ramach praktycznej nauki analizy i projektowania tych układów studenci będą stosowali najnowocześniejsze profesjonalne oprogramowanie, jakim jest ADS firmy Keysight. Umiejętność posługiwania się takim narzędziem jest pożądana przez wielu pracodawców z branży radiowej na całym świecie. Studenci poznają również zasady pomiarów w zakresie b.w.cz. za pomocą najnowszych urządzeń pomiarowych, takich jak analizatory sieci i widma. Przedmiot zwieńczy seria wykładów przedstawiających zastosowanie układów b.w.cz. w przykładowych systemach bezprzewodowych, takich jak systemy etykiet radiowych (RFID), sieci sensorów bezprzewodowych (WSN) stosowanych w technologii internetu rzeczy (IoT).

 

Systemy komunikacji bezprzewodowej

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest wprowadzenie do technik radiowych stosowanych we współczesnych systemach komunikacji bezprzewodowej pod kątem projektowania i doboru układów w torach wysokiej częstotliwości. Studenci poznają najważniejsze metody modulacji i rozpraszania sygnału (mi.in. QAM, OFDM, FHSS, DSSS) ze szczególnym uwzględnieniem wrażliwości na niedoskonałości urządzeń zastosowanych w systemie komunikacyjnym, takie jak zniekształcenia nieliniowe, szumy, podatność na zakłócenia. Widza teoretyczna niezbędna dla zrozumienia najważniejszych zjawisk dotyczących sygnałów zmodulowanych jest uzupełniona wprowadzeniem do jednego z najnowszych narzędzi symulacyjnych (Keysight ADS Communication Designer) umożliwiających zintegrowane projektowanie na poziomie układów, podsystemów i całego systemu komunikacyjnego. Zajęcia laboratoryjne obejmują praktyczne ćwiczenia z wykorzystaniem tego programu oraz demonstracje systemów pomiarowych do generacji i analizy sygnałów zmodulowanych.

 

Semestr 1 - II stopień

Automatyzacja miernictwa mikrofalowego

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Na tym przedmiocie zapoznasz się z metodami i technikami pomiaru podstawowych wielkości niezbędnych, z praktycznego punktu widzenia, do oceny własności układów w zakresie b.w.cz.
Na wykładzie poznasz budowę i zasadę działania analizatorów sieci i widma oraz poznasz podstawowe metody kalibracji analizatorów. Na laboratorium nauczysz się jaką metodę kalibracji analizatora należy wybrać oraz jak poprawnie skalibrować analizator mikrofalowy w zakresie wysokich częstotliwości. Nauczysz się również mierzyć podstawowe parametry elementów i układów w zakresie techniki mikrofalowej przy wykorzystaniu analizatorów.

Laboratorium z automatyzacji miernictwa mikrofalowego - plakat informacyjny

 

Metody numeryczne w EiT

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Przedmiot ma na celu przedstawienie technik obliczeniowych stosowanych w modelowaniu i symulacji systemów inżynierskich. Dyskutowane metody są ilustrowane przykładami zastosowań. Tematyka przedmiotu obejmuje matematyczne sformułowania problemów symulacyjnych, metody rozwiązywania układów równań liniowych i nieliniowych, techniki rozwiązywania równań różniczkowych i całkowych. Podczas zajęć laboratoryjnych studenci implementują i analizują metody obliczeniowe w zastosowaniu do konkretnych zagadnień inżynierskich.

 

Zintegrowane układy pasywne w komunikacji bezprzewodowej

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Charakteryzacja zintegrowanych mikrofalowych układów pasywnych i metody ich projektowania.

 

Zintegrowane układy aktywne w komunikacji bezprzewodowej

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 2h/tyg

 

Przedmiot stanowi naturalna kontynuację przedmiotu Projektowanie Urządzeń Bezprzewodowych (PUB) w zakresie układów aktywnych b.w.cz. Obejmuje zagadnienia teoretyczne i praktyczne związane z analizą i projektowaniem układów aktywnych w technologiach planarnych (układy zintegrowane) z uwzględnieniem realistycznych schematów układów oraz modeli komponentów, takich jak elementy SMD, linie transmisyjne, tranzystory. Wprowadzone zostaną również zagadnienia dotyczące stabilności, szumów, efektów nieliniowych i analizy wielkosygnałowej oraz nowe klasy układów, takie jak wzmacniaczy mocy i oscylatory. Dla studentów specjalności uzupełniających, którzy nie mieli PUB w kursie studiów inżynierskich przedmiot oferuje 2 wykłady wprowadzające podstawy projektowania wzmacniaczy małosygnałowych b.w.cz., co stanowi wystarczający punkt wyjścia do pozostałych zagadnień w zakresie przedmiotu. W ramach laboratorium studenci będą korzystali z oprogramowania Keysight ADS, które najeży do najbardziej zaawansowanych narzędzi z kategorii EDA (electronic design automation).

 

Semestr 2 - II stopień

CAD w projektowaniu układów i systemów bwcz.

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z narzędziami CAD stosowanymi w technice wysokich częstotliwości (i ich ograniczeniami). Przedmiot pozwala poznać specyficzne aspekty wspomaganego komputerem modelowania układów bardzo wysokich częstotliwości - od systemu do modelowania fizycznych własności elementów.

 

Programowanie mikromodułów komunikacyjnych

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest wprowadzenie do programowania mikromodułów komunikacyjnych, zapoznanie z zasadami programowania mikromodułów komunikacyjnych oraz przedstawienie podstaw technik ich programowania.

 

Przestrzenie inteligentne

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest wprowadzenie do przestrzeni inteligentnych z uwzględnieniem modelowania z wykorzystaniem UML (diagramy przypadków użycia, diagramy czynności, diagramy klas, diagramy sekwencji i komunikacji) oraz zastosowaniem technologii RFID i ZigBee w obszarze przestrzeni inteligentnych.

 

Układy zintegrowane w komunikacji bezprzewodowej

Prowadzący:

Projekt: 1h/tyg

 

Przedmiot obejmuje tylko zajęcia projektowe, w ramach których studenci będą rozwijali praktyczne umiejętności projektowania wybranych klas układów aktywnych prezentowanych w ramach wcześniejszych przedmiotów (PUB, ZUAKB, SKB). Należą do nich m.in. detektory mikrofalowe, mieszacze, wzmacniacze szerokopasmowe, wzmacniacze mocy, oscylatory. Studenci będą mieli do dyspozycji dwa wiodące na świecie narzędzia do symulacji i projektowania układów b.w.cz. - Keysight ADS i National Instruments AWR/MWO oraz nowoczesną aparaturę pomiarową.

 

Semestr 2 - II stopień

Wykład monograficzny - technologie bezprzewodowe

Prowadzący:

Wykład: 1h/tyg

 

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z różnymi aspektami wykorzystania i wdrażania technologii bezprzewodowych oraz urządzeń elektronicznych w nich stosowanych.

 

Zastosowania technologii bezprzewodowych

Prowadzący:

Seminarium: 1h/tyg
Laboratorium: 1h/tyg

 

Wiedza teoretyczna dotycząca koncepcji, konfiguracji, zasad działania i podstaw projektowania systemów komunikacji bezprzewodowej wykorzystujących bezprzewodowe układy wbudowanych i mających zastosowania praktyczne. Umiejętności praktyczne z zakresu analizy i podstaw projektowania systemów komunikacji bezprzewodowej wykorzystujących bezprzewodowe układy wbudowane.