|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2010-2011
ELE-6050 RF-tekniikan perusteet I, 5 op
|
Vastuuhenkilö
Olli-Pekka Lunden
Opetus
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä | Toteutuskerrat | Luentoajat ja -paikat |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat
Kurssin sisältö on kohtalaisen rajoittunut, mutta se on ymmärrettävä ja hallittava loogisena kokonaisuutena, joka pohjautuu piiriteoriaan. Kurssin tavoite on antaa riittävät teoreettiset pohjatiedot ja valmiudet RF-tekniikan lisäopiskeluun. Opitaan suurtaajuustekniikan peruskäsitteet sekä määritelmät ja opitaan käyttämään niitä RF-piirien toiminnan ymmärtämiseksi. Tällä opintojaksolla on tarkoitus oppia peruskäsitteet, joita tarvitaan seuraavilla RF-kursseilla, esim. ELE-6100 Suurtaajuustekniikan perusmittaukset, ELE-6256 Active RF Circuits ja ELE-6286 RF Project.
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa ratkaista käytännönläheisiä ja teoreettisia probleemoita, jotka liittyvät RF-tekniikkaan, siirtojohtoteoriaan ja piirianalyysiin. Hän osaa käyttää kurssin ydinainekseen kuuluvia käsitteitä, työkalkuja ja määritelmiä mielekkäästi uusissa tilanteissa. Kurssin suoritettuaan opiskelijan ei tarvitse osata ulkoa yhtään kaavaa. On mahdoton antaa täsmällistä tietoa siitä, mitä kaikkea opiskelija osaa tehdä tämän kurssin suoritettuaan, koska uusia tehtäviä voidaan keksiä rajattomasti. Esimerkkinä kuitenkin: Suoritettuaan kurssin opiskelija osaa laskea mikä on häviöllisen 100 ohmin siirtojohdon sisäänmenoimpedanssi, kun sen päässä on kuormana antenni, jonka impedanssi on 20+j15 ohmia. Lisäksi hän pystyy suunnittelmaan sovituspiirin, jolla ko. antenniin saatava teho maksimoidaan. Hän osaa analysoida, kuinka suuri teho tähän antenniin sitten saataisiin tunnetusta generaattorista. Parhaan kuvan oppimistavoitteista saa selailemalla vanhoja tenttejä, jotka on saatavilla esimerkiksi kurssin Moodle-sivuilta.
Sisältö
| Sisältö | Ydinaines | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | SIIRTOJOHTOTEORIA siirtojohdon pätkän malli, lennätinyhtälöt ja niiden ratkaisu, ratkaisun fysikaalinen tulkitseminen, etenemiskerroin, etenevä ja palaava aalto, ominaisimpedanssi, vaihenopeus, aallonpituus, lennätinyhtälön kuormapuolen reunaehto, kuorman heijastuskerroin, heijastuskerroin johdolla ja johdon sisäänmenossa, siirtojohdon sisäänmenoimpedanssi, neljännes- ja puoliaaltoaaltojohto, stubiviritys, kondensaattorin ja kelan korvaaminen avoimella tai oikosuljetulla stubilla, efektiiviset kapasitanssit ja induktanssit, VSWR, paluuvaimennus ja heijastusvaimennus, kahden johdon liitoksen heijastus, jännitteen läpäisykerroin, tehon heijastus ja läpäisy, lennätinyhtälön generaattorin puolen reunaehto, generaattorin sähkömotorinen voima ja yltöteho sekä häviöllisen siirtojohdon ominaisuudet. | Aaltoloukku. Siirtojohtosuodatin. | |
| 2. | SMITHIN DIAGRAMMI impedanssin normalisointi, heijastuskertoimen ja impedanssin lukeminen ja merkitseminen Smithin diagrammille, heijastussuureiden (paluuvaimennus ym.) lukeminen Smithin diagrammilta, normalisoitu admittanssi sekä impedanssi taajuuden funktiona Smithin diagrammilla. | ||
| 3. | IMPEDANSSIN SOVITTAMINEN impedanssisovituksen hyöty, sovituspiirien eri tekniikoita, resistiivinen vs. reaktiivinen sovitus, LC-sovituksen mahdollisuuksia ja siirtojohtosovitus. | Sovituksen kaistanleveys. | |
| 4. | SIRONTAPARAMETRIT JA VAHVISTUSKÄSITTEET S-parametrien määritteleminen, merkitykset ja ominaisuuksia sekä kuinka 2-portti muuntaa kuormaa. Kaksiportin S-parametrien määrittäminen kytkentäkaaviosta, vahvistuskäsitteiden määritteleminen ja operaatiotehovahvistuksen laskeminen S-parametreistä. | RF-suodattimen S-parametrit. Resistiivinen vaimennin. Resiprookkisuus. Yltöteho- ja siirtotehovahvistuksen laskeminen S-parametreistä. Unilateraalinen siirtotehovahvistus. |
Opintojakson arvostelu
1) Ymmärtääkö opiskelija opetettujen peruskäsitteiden ja määritelmien merkitykset? 2) Osaako opiskelija yhdistellä ja soveltaa kurssin ydinaineksen ja täydentävän tietämyksen käsitteitä uusien probleemojen ratkaisuihin?
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Painos,saatavuus... | Tenttimateriaali | Kieli |
| Opintomoniste | RF tekniikan perusteet I | Olli-Pekka Lundén | Verkossa | Suomi |
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| ELE-2250 Johdatus suurtaajuustekniikkaan | Suositeltava | |
| MAT-10412 Insinöörimatematiikka B 1u | Suositeltava | |
| MAT-10422 Insinöörimatematiikka B 2u | Suositeltava | |
| MAT-10432 Insinöörimatematiikka B 3u | Suositeltava | |
| MAT-10442 Insinöörimatematiikka B 4u | Suositeltava |
Tietoa esitietovaatimuksista
Opintojakso ELE-2250 Johdatus suurtaajuustekniikkaan on suositeltava esitieto, koska se tarjonnee näkökulmia, jotka voivat huomattavasti konkretisoida ja helpottaa tällä kurssille käsiteltäviä teemoja. Kurssilla käytetään matemaattista analyysiä, jonka ymmärtämiseksi tarvitaan perusmatematiikan hallintaa: esimerkiksi kompleksilukujen aritmetiikkaa ja trigonometrisiä funktioita.
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
|
Lisätiedot
Tentissä on yleensä neljä tehtävää, laskutehtäviä ja muita. Probleemat ovat uusia. Tentissä saa pitää kaikkea materaalia ja ohjelmoitavia laskimia esillä. Harjoituksissa kerätyillä pisteillä voi korottaa arvosanaa. Korotuspisteet ovat voimassa vuoden.
Kurssi muuttunee osittain englannin kieliseski keväällä 2010.
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |
| Kevät 2011 |