ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

UREL FEKT :: Purkyňova 118 :: 612 00 Brno :: Tel: 541 149 105 :: Fax: 541 149 244

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně

magisterský studijní obor

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA ►M-EST◄ programu

ELEKTROTECHNIKA, ELEKTRONIKA, KOMUNIKAČNÍ A ŘÍDICÍ TECHNIKA

informace o oboru pro akademický rok 2012/13

www.urel.feec.vutbr.cz

[email protected]

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA – navazující magisterské studium Periodická publikace Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně, řada 1/2012 © 2012

Elektronika a sdělovací technika

OBSAH 1 Charakteristika oboru ...........................................................................4 2 Profil a uplatnění absolventa oboru .........................................................5 3 Oborová rada M-EST ............................................................................6 4 Zásady a pravidla studia .......................................................................7 5 Studijní obory navazující na M-EST.........................................................9 6 Studijní plány M-EST .......................................................................... 10 Předměty Předměty Předměty Předměty Předměty

povinné ....................................................................................... 10 volitelné oborové........................................................................... 10 teoretické nadstavby...................................................................... 11 volitelné mimooborové ................................................................... 11 volitelné všeobecně vzdělávací ........................................................ 12

7 Státní závěrečné zkoušky M-EST ........................................................ 13 8 Použité zkratky pracovišť VUT v Brně .................................................. 14 9 O ústavu radioelektroniky .................................................................. 15 10 Předměty UREL ................................................................................ 16 Teorie elektronických obvodů (MTEO)............................................................. 17 Teorie rádiové komunikace (MTRK) ................................................................ 18 Směrové a družicové spoje (MSDS)................................................................ 19 Počítačové a komunikační sítě (MPKS) ............................................................ 20 Antény a jejich aplikace (MASV) .................................................................... 21 CAD v mikrovlnné technice (MCVT) ................................................................ 22 Digitální televizní a rozhlasové systémy (MDTV)............................................... 23 Kvantová a laserová elektronika (MKVE) ......................................................... 24 Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace (MMIA) .............................................. 25 Mikrovlnná integrovaná technika (MMIT)......................................................... 26 Navrhování rádiových spojů (MNRS)............................................................... 27 Počítačové systémy a jejich aplikace (MPOA) ................................................... 28 Programovatelné logické obvody (MPLD)......................................................... 29 Radioelektronická měření (MREM) ................................................................. 30 Radiofrekvenční identifikace (MRFI) ............................................................... 31 Radiolokační a radionavigační systémy (MRAR) ................................................ 32 Softwarové rádio (MSWR) ............................................................................. 33 Statistika v telekomunikacích (MSTK) ............................................................. 34 Systémy mobilních komunikací (MSMK) .......................................................... 35 Videotechnika a multimediální technika (MVDK) ............................................... 36

3

Magisterské studium

1 Charakteristika oboru Náš magisterský studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA (M-EST) se věnuje vzdělávání inženýrů specializovaných na slaboproudou elektroniku a její aplikace zejména v oblasti bezdrátových komunikací a sdělovací techniky. Spektrum oboru přitom sahá od nízkofrekvenční techniky, přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku až do oblasti optických vln, od analogových signálů a systémů, přes číslicové až po mikroprocesorové a mikropočítačové obvody a systémy. Svým obsahem a pojetím tak magisterský obor M-EST pojednává o nosných technických oblastech současných i budoucích moderních elektronických komunikačních systémů a technologií a přirozenou formou navazuje na stejnojmenný bakalářský obor B-EST. Magisterský obor M-EST lze začít studovat až po předchozím absolvování libovolného oboru bakalářského studia s úspěšně vykonanou státní závěrečnou zkouškou, a to nejlépe v některém elektrotechnickém či informatickém studijním programu. Odbornou výuku v magisterském oboru M-EST zajišťuje především Ústav radioelektroniky (UREL). Nabídka volitelných předmětů spolu se samostatným technickým projektem a diplomovou prací umožňuje studentům úžeji se zaměřit na problematiku obvodů a systémů rádiové komunikace a navigace (stacionárních, mobilních, pozemních i družicových), pokročilou přístrojovou, zvukovou a obrazovou elektroniku a na tvorbu, analýzu, zpracování a aplikace multimediálních signálů a dat. Své teoretické znalosti si student doplňuje studiem předmětů teoretické nadstavby z oblasti vyšší matematiky a fyziky. Pro rozšíření spektra svých vědomostí si student volí i odborné předměty z ostatních oborů magisterského studia FEKT VUT v Brně, dále předměty jazykové a všeobecně vzdělávací. Obor M-EST je dobíhajícím oborem pro studenty, kteří zahájili studium do akademického roku 2011/12. Pro studenty, kteří nastoupí na studium v akademickém roce 2012/13 je obor M-EST nahrazen novým oborem M1-EST.

4


2 Profil a uplatnění absolventa oboru Absolventi magisterského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA mají široké znalosti v teorii, navrhování, konstruování, aplikačním využití a měření elektronických obvodů a systémů. Aplikačně je studium zaměřeno na problematiku bezdrátových komunikací a sdělovací techniky. Spektrum znalostí sahá od nízkofrekvenční přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku po oblast optických vln, od analogových obvodů a systémů po číslicové obvody a mikroprocesorové systémy. Absolvent je kvalifikován v problematice radioelektroniky, rádiové komunikace a navigace, a to stacionární, mobilní, pozemní i družicové, v pokročilé přístrojové elektronice, v oblastech analýzy, zpracování a využití multimediálních signálů a dat. Díky kvalitnímu teoretickému vzdělání a širokému univerzálnímu základu aplikačně zaměřeného studia je přitom zajištěna vysoká adaptabilita absolventa na všechny požadavky jeho budoucí profesionální praxe, a to i v jiných oblastech elektroniky. Absolventi magisterského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA se uplatní při výzkumu, vývoji, konstrukci a provozu vysoce náročných slaboproudých elektronických zařízení jak pro všeobecné použití, tak zejména v oblasti komunikačních a navigačních služeb a systémů, v oblasti provozu rozhlasových a televizních sítí a rovněž jsou schopni zastávat vyšší technicko-řídicí a manažerské funkce.

5


3 Oborová rada M-EST Za organizační zajištění a obsahovou náplň studia v magisterském oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA odpovídá oborová rada (OR), složená z významných akademických pracovníků FEKT. Oborová rada v současnosti pracuje v následujícím složení: Předseda: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Ústav radioelektroniky

Členové: prof. Ing. Dalibor Biolek, CSc.

Ústav mikroelektroniky

prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc.


prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc.


prof. Ing. Pavel Jura, CSc.

Ústav automatizace a měřicí techniky

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.


prof. Ing. Radimír Vrba, CSc.

Ústav mikroelektroniky

6


4 Zásady a pravidla studia Předměty na oboru M-EST jsou hodnoceny kredity. Kredit vyjadřuje přibližnou týdenní hodinovou zátěž studenta při studiu daného předmětu. Kredity za daný předmět student získá až po jeho předepsaném zakončení, tj. po udělení zápočtu (klasifikovaného zápočtu) či po vykonání zkoušky. Podmínky pro udělení zápočtu a vykonání zkoušky jsou dány Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně, příslušnými Směrnicemi děkana FEKT VUT a individuálními podmínkami každého předmětu. Ve dvouletém magisterském studiu musí student získat minimálně 120 kreditů. V jednotlivých skupinách studijních předmětů je přitom na oboru M-EST nutno získat: • • • • • •

v povinných předmětech (včetně semestrálního projektu) za vypracování, odevzdání a obhájení diplomové práce minimálně ve volitelných oborových předmětech ve volitelných předmětech teoretické nadstavby minimálně ve volitelných mimooborových předmětech minimálně ve všeobecně vzdělávacích předmětech minimálně

32 10 48 10 10 10

kreditů kreditů kreditů kreditů kreditů kreditů

Nezískání předepsaných počtů v jedné skupině předmětů nelze kompenzovat překročením počtu kreditů získaných v jiné skupině předmětů. Kredity za obhájenou diplomovou práci se započítají po obhajobě. Pro přihlášení k státní závěrečné zkoušce je tedy třeba získat minimálně 110 kreditů. Povinné předměty včetně obou semestrálních projektů) oboru M-EST absolvuje student v semestrech a ročnících tak, jak jsou uvedeny ve studijních plánech v této příručce. Projekty je nutno absolvovat v pořadí Semestrální projekt 1 (MM1E), Semestrální projekt 2 (MM2E), který po úspěšném obhájení pokračuje řešením Diplomové práce (MMSE). Nezakončí-li student úspěšně povinný předmět předepsaným způsobem, musí si jej zapsat znovu hned v následujícím roce svého studia. Volitelné oborové předměty jsou oborově zaměřené odborné předměty, které profilují studenta do užších oblastí jeho zájmů. Tyto předměty si pro daný akademický rok volí student sám z aktuální nabídky oboru M-EST při respektování pravidel pro jejich výběr uvedených ve studijních plánech v této příručce. Při výběru volitelných oborových předmětů se student řídí svými odbornými zájmy s ohledem na odbornou oblast oboru M-EST, na kterou se chce blíže zaměřit. Přitom může vycházet z obsahových charakteristik volitelných předmětů oboru M-EST v této příručce, případně může využít služeb studijního poradce na Ústavu radioelektroniky, který mu poradí při sestavování jeho konkrétních studijních plánů. Tímto studijním poradcem je v současné době: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D., UREL, Purkyňova 118, místnost č. 626. Volitelné oborové předměty v jednotlivých semestrech si student musí volit tak, aby na konci svého magisterského studia dosáhl předepsaný (nebo vyšší) počet kreditů. Volitelné předměty teoretické nadstavby jsou předměty z oblasti vyšší matematiky a fyziky, jimiž si student dále prohlubuje své teoretické vysokoškolské znalosti těchto základních disciplín. Tyto předměty si student volí sám z nabídky uvedené ve studijních plánech. Do konce studia musí student absolvovat minimálně 2 předměty této kategorie, tj. musí získat minimálně 10 kreditů. ALESPOŇ JEDEN 7

Magisterské studium PŘEDMĚT MUSÍ BÝT MATEMATICKÝ (zajišťovaný Ústavem matematiky FEKT VUT). Většina předmětů teoretické nadstavby je společná pro všechny magisterské studijní obory fakulty. Volitelné mimooborové předměty jsou odborné předměty vybrané z nabídek jiných magisterských studijních oborů FEKT VUT. Jejich úkolem je rozšířit znalosti studentů i do jiných odborných oblastí než těch, které tvoří náplň oboru M-EST. Tyto předměty si student volí tak, aby do konce studia z nich získal alespoň minimální požadovaný počet kreditů, a to z jejich vymezené nabídky ve studijních plánech (při respektování uvedených pravidel). Pro vhodný výběr volitelných mimooborových předmětů platí stejné zásady jako u volitelných oborových předmětů včetně možnosti využít i zde služeb oborového studijního poradce. Volitelné mimooborové předměty zajišťují vybrané ústavy z ostatních oborů magisterského studia FEKT VUT v Brně. Jejich výuka se uskutečňuje společně se studenty těchto oborů. Všeobecně vzdělávací předměty rozšiřují všeobecné znalosti studentů. V nabídce VVV předmětů jsou vytvořeny dvě tematické skupiny: •

skupina 91 obsahuje předmět Angličtina pro život (English for Life). Předmět má 4 kredity a je zakončen zápočtem a zkouškou. Výuku zajišťuje UJAZ.

•

skupina 92 obsahuje: o

7 předmětů ekonomického, právního a ekologického charakteru s 2 až 5 kredity, zakončené zápočtem nebo zkouškou. Výuku zajišťují UJAZ a UMEL.

o

8 předmětů odborné angličtiny ze všech oborů magisterského studia. Každý předmět má 3 kredity, výuka 1 semestr, zakončení klasifikovaným zápočtem. Výuku zajišťují finální ústavy FEKT.

o

5 předmětů CISCO akademie XCA1 až XCA5. Každý předmět má 3 kredity, výuka 1 semestr. Výuku zajišťuje UTKO.

Student si musí vybrat a absolvovat ze skupiny 91 jeden předmět, ze skupiny 92 minimálně dva předměty, aby splnil požadavek minimálně 10 kreditů za VVV předměty. Z nabídky ostatních VVV předmětů si student může zapsat i další předměty, avšak jejich absolvování není vyžadováno pro úspěšné absolvování studovaného oboru. Tyto úspěšně absolvované předměty však mohou být uvedeny v Diploma Suplement Label. Mezi tyto předměty je zařazen i předmět Tělesná výchova (XTEL), který student může, ale nemusí absolvovat. Jeho kreditová hodnota je nula. Pokud student úspěšně neabsolvuje zvolený a zapsaný volitelný oborový, mimooborový, všeobecně vzdělávací předmět či předmět teoretické nadstavby, může, ale nemusí si jej v dalším akademickém roce zapsat znovu. Místo něj lze zvolit jiný volitelný, všeobecně vzdělávací či teoretický předmět. Jakýkoliv volitelný předmět může student absolvovat kdykoliv během studia, avšak pouze v semestru uvedeném ve studijním plánu. Vhodným výběrem volitelných předmětů na oboru M-EST se může student magisterského studia úžeji orientovat na odbornou oblast svého zájmu. V navazujícím magisterském studijním programu EEKR-M se nedoporučuje zapsat předmět, který již byl absolvován v předchozím bakalářském studiu EEKR-B na FEKT VUT v Brně (například předměty se zkratkou začínající písmenem X). Výjimkou je pouze předmět XTEL.

8


5 Studijní obory navazující na M-EST Nejlepší absolventi magisterského studijního programu mohou (po splnění podmínek přijetí) pokračovat v navazujícím doktorském studiu na libovolné vysoké škole v České republice. Na FEKT VUT v Brně lze pokračovat ve čtyřletém doktorském studijním programu "Elektrotechnika a komunikační technologie" (EKT), v prezenční (EKT-PP) nebo kombinované (EKT-PK) formě studia. V programu EKT jsou následující obory doktorského studia: • • • • • • • • •

Biomedicínská elektronika a biokybernetika (BEB) Elektronika a sdělovací technika (EST) Fyzikální elektronika a nanotechnologie (FEN) Kybernetika, automatizace a měření (KAM) Mikroelektronika a technologie (MET) Matematika v elektroinženýrství (MVE) Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (SEE) Teleinformatika (TLI) Teoretická elektrotechnika (TEE)

Na magisterský studijní obor M-EST obsahově navazuje stejnojmenný doktorský obor Elektronika a sdělovací technika (PP-EST, PK-EST). Bližší informace o všech oborech doktorského studia lze získat na děkanátu FEKT VUT v Brně.

9


6 Studijní plány M-EST Ve sloupci formy výuky udávají čísla počet hodin přednášek P, cvičení C, laboratoří L, počítačů PC a ostatních aktivit O v semestru. Ve sloupci uk. (ukončení) značí z zápočet, klz klasifikovaný zápočet a zk zkoušku.

Předměty povinné 1. ročník, zimní semestr

zkr.

Teorie elektronických obvodů

MTEO

Teorie rádiové komunikace

formy výuy

uk.

ústav

garant

kr.

26P-26L-26PC

z, zk

UREL

Petržela

7

MTRK

39P-26PC

z, zk

UREL

Maršálek

6

MSDS

52P-12L-14PC

z, zk

UREL

Kasal

7

Počítačové a komunikační sítě

MPKS

26P-13L-13PC

z, zk

UREL

Kolka

5

Semestrální projekt 1

MM1E

z

UREL

Raida

2

MM2E

klz

UREL

Raida

5

1. ročník, letní semestr Směrové a družicové spoje

2. ročník, zimní semestr Semestrální projekt 2

2. ročník, letní semestr Odborná praxe

MXME

Diplomová práce

MMSE

2 týdny

z

UREL

Biolková

z

UREL

Raida

0

uk.

ústav

z, zk

UREL

Lukeš

7

klz

UREL

Raida

6

10

Předměty volitelné oborové zimní semestr

zkr.

výukové formy

garant

kr.

Antény a jejich aplikace

MASV

26P-26L-26PC

CAD v mikrovlnné technice

MCVT

39P-26PC

Digitální televizní a rozhlasové systémy

MDTV

39P-26L

z, zk

UREL

Kratochvíl

6

Radiofrekvenční identifikace*

MRFI

22P-13L

z, zk

UREL

Derbek

5

Počítačové systémy a jejich aplikace

MPOA

13P-39PC

klz

UREL

Fedra

5

Radiolokační a radionavigační systémy

MRAR

26P-10L-10PC-6O

z, zk

UREL

Šebesta J.

5

Systémy mobilních komunikací

MSMK

39P-26L

z, zk

UREL

Prokopec

6

Signálové procesory

MSPR

39P-26L

z, zk

UTKO

Sysel

6

Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace

MMIA

39P-27PC-12O

z, zk

UREL

Fedra

7

Videotechnika a multimediální technika

MVDK

39P-18L-8O

z, zk

UREL

Slanina

6

letní semestr

10

Elektronika a sdělovací technika Softwarové rádio

MSWR

26P-52PC

z, zk

UREL

Maršálek

7

Mikrovlnná integrovaná technika

MMIT

39P-13L-13PC

z, zk

UREL

Lukeš

6

Radioelektronická měření

MREM

26P-39L

z, zk

UREL

Dřínovský

6

Statistika v telekomunikacích

MSTK

26P-26PC

z, zk

UREL

Poměnková

5

Programovatelné logické obvody

MPLD

26P-39PC

z, zk

UREL

Kubíček

6

Navrhování rádiových spojů

MNRS

52P-13PC

z, zk

UREL

Láčík

6

* Nový předmět, který je otevřen od roku 2012/13, nahrazuje předmět MFOK (garant t.č. na mateřské dovolené).

Předměty teoretické nadstavby Z této skupiny musí být do konce studia absolvovány alespoň dva předměty, z toho jen matematický (zajišťovaný UMAT).

zimní semestr

zkr.

formy výuky

uk.

ústav

garant

kr.

Kvantová a laserová elektronika

MKVE

39P-13L

z, zk

UREL

Wilfert

5

Diferenciální rovnice a jejich použití v elektrotechnice

MDRE

39P-13PC

z, zk

UMAT

Diblík

5

Fyzika pevné fáze

MFPF

39P-13L

z, zk

UFYZ

Koktavý

5

Maticový a tenzorový počet

MMAT

26P-20Cz-6PC

z, zk

UMAT

Kovár

5

Moderní numerické metody

MMNM

39P-13PC

z, zk

UMAT

Baštinec

5

Modelování elektromagnetických polí

MMEM

26P-26PC

z, zk

UTEE

Dědková

5

uk.

ústav

garant

letní semestr

Předměty volitelné mimooborové zimní semestr

zkr.

formy výuky

kr.

Analýza signálů a obrazů

MASO

39P-26PC

z, zk

UBMI

Jan

6

Počítačem podporovaná řešení inženýrských problémů

MPPR

39P-26PC

z, zk

UTKO

Mišurec

6

Číslicové zpracování akustických signálů

MCAS

26P-39L

z,zk

UTKO

Balík

6

Projektování silových a datových rozvodů

MPSD

26P-6Cz-21PC-12L

z, zk

UEEN

Macháček

6

Vzájemný převod A/D signálů

MADP

39P-26L

z, zk

UTKO

Vrba, K.

6

Vyšší metody zpracování signálů

MMZS

39P-26PC

z, zk

UBMI

Jan

6

Elektronická měřicí technika

MEMT

26P-39L

z, zk

UAMT

Čejka

6

Moderní technologie elektronických obvodů a systémů

MMTE

39P-26L

zk

UMEL

Szendiuch

6

letní semestr

11


Předměty volitelné všeobecně vzdělávací Ze skupiny 91 musí být do konce studia absolvován předmět MELF, ze skupiny 92 alespoň dva předměty.

skupina 91, ZS English for Life

skupina 92, ZS

zkr. MEFL

zkr.

formy výuky 13P-13Cj

formy výuky

uk.

ústav

z, zk

UJAZ

uk.

ústav

garant Dohnal

garant

kr. 4

kr.

Electromechanical Systems

MEME

26P

klz

UVEE

Ondrůšek

3

Microelectronics in English

MMEN

26P

klz

UMEL

Brzobohatý

3

Power Systems

MPSY

26P

klz

UEEN

Baxant

3

Embedded Systems for Industrial Control

MESI

26P

klz

UAMT

Fiedler

3

CISCO akademie 1 - CCNA

XCA1

26P-52L

zk

UTKO

Komosný

3

CISCO akademie 3 - CCNP

XCA3

26P-52L

zk

UTKO

Jeřábek

3


XCA5

26P-52L

zk

UTKO

Šimek

3

Podnikatelské minimum

XPOM

26P-26C

z

UMEL

Legát

4

Podvojné účetnictví

XPOU

26P-26C

zk

UJAZ

Jílek

4

Manažerské účetnictví

XMAU

13P-13C

z

UJAZ

Jílek

2

uk.

ústav

skupina 92, LS

zkr.

formy výuky

garant

kr.

Theory of Communication

MTOC

26P

klz

UTKO

Číž

3

Elements of Digital Signal and Image Processing

MEDS

26P

klz

UBMI

Jan

3

Advanced Radio Communication Systems and Their Components

MARC

26P

klz

UREL

Slanina

3

Properties and Production of Electrotechnic Materials

MPPM

26P

klz

UETE

Jirák

3

CISCO akademie 2 - CCNA

XCA2

26P-52L

zk

UTKO

Šimek

3


XCA4

26P-52L

zk

UTKO

Burget

3

Technické právo

XTPR

39P

z

ICV

Klapetek

3

Etika podnikání

XEPO

26P

z

UJAZ

Jílek

2

Kultura projevu a tvorba textů

XKPT

39P-13C

z

UJAZ

Jílek

5

Dějiny a filozofie techniky

MFIT

26P

z

ICV

Klapetek

2

VVV předměty nezařazené – viz nabídka na fakultních stránkách nebo v informačním systému.

12


7

Státní závěrečné zkoušky M-EST

Státní závěrečná zkouška se skládá ze tří částí: •

obhajoba diplomové práce,

•

ústní zkouška z tematické oblasti Teorie elektroniky a rádiové komunikace, která sdružuje vybraná témata povinných odborných předmětů oboru M-EST,

•

ústní zkouška z tematické oblasti Aplikovaná elektronika a komunikace, která je tvořena vybranými tématy z volitelných předmětů oboru M-EST (skladbu si student může zvolit sám).

Ke státní závěrečné zkoušce může přistoupit student, který v řádném termínu odevzdal diplomovou práci a který získal potřebný počet kreditů v předepsané skladbě. Organizace a průběh státní závěrečné zkoušky jsou dány doplňující směrnicí děkana ke státním závěrečným zkouškám a příslušnými pokyny oborové rady M-EST.

13


8 VUT FEKT FIT UMAT UFYZ UTEE UETE UEEN UVEE UREL UTKO UBMI UAMT UMEL UJAZ CESA CEVAPO USI ICV

14

Použité zkratky pracovišť VUT v Brně Vysoké učení technické Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Fakulta informačních technologií Ústav matematiky Ústav fyziky Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky Ústav elektrotechnologie Ústav elektroenergetiky Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky Ústav radioelektroniky Ústav telekomunikací Ústav biomedicínského inženýrství Ústav automatizace a měřicí techniky Ústav mikroelektroniky Ústav jazyků Centrum sportovních aktivit Centrum vzdělávání a poradenství Ústav soudního inženýrství Institut celoživotního vzdělávání


9

O ústavu radioelektroniky

Ústav radioelektroniky (UREL) patří k tradičním ústavům FEKT VUT v Brně. Byl jedním z pěti ústavů, které vznikly současně se založením Elektrotechnické fakulty VUT v roce 1959. Rovněž první děkan fakulty Prof. Kalendovský byl prvním vedoucím UREL. V čele UREL stálo doposud celkem pět vedoucích: Prof. Jan Kalendovský (1959 až 1970), Prof. Kamil Vrba st. (1970 až 1981), Prof. Vladimír Mikula (1981 až 1990), Prof. Jiří Svačina (1990 až 2006) a Prof. Zbyněk Raida (od 2006). V současné době patří UREL k největším ústavům FEKT VUT. Na UREL působí 11 profesorů (z toho 3 emeritní), 5 docentů, 12 odborných asistentů a 7 vědeckovýzkumných pracovních (mezi nimi prof. Hartnagel z TU Darmstadt z Německa). Mimo akademické pracovníky je v týmu UREL okolo 40 prezenčních doktorandů, kteří se rovněž podílejí v rámci své pedagogické praxe na výuce. UREL garantuje obor Elektronika a sdělovací technika ve všech studijních programech fakulty. V pedagogické činnosti se UREL zaměřuje na oblast obecné radioelektroniky. Mezi významné směry specializace patří problematika rádiových komunikací, přístrojové elektroniky, vysokofrekvenční, mikrovlnné a anténní techniky, optoelektroniky, zvukové a obrazové elektroniky a problematika zpracování signálů. Pro celou fakultu zajišťujeme výuku počítačové analýzy a programování, navrhování elektronických obvodů, TV techniky a videotechniky, vysokofrekvenční a mikrovlnné techniky, antén a teorie elektromagnetického pole, bezdrátových a mobilních komunikací a elektromagnetické kompatibility. Tým UREL se rovněž podílí na budování výzkumného centra SIX zaměřeného na senzorické, informační a komunikační systémy, více lze nalézt na www stránkách http://www.six.feec.vutbr.cz/

15


10 Předměty UREL (povinné podle semestrů, volitelné oborové řazeny abecedně) Na dalších stranách jsou uvedeny podrobnější informace o a volitelných předmětech, které studentům nabízí Ústav radioelektroniky.

16

povinných


Teorie elektronických obvodů (MTEO) Garant:

doc. Ing. Jiří Petržela, PhD.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 26

Ústav:

počítače 26

ostatní 0

UREL Semestr: Kredity:

zimní 7

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • • • • • • • •

Obvodové funkce, jejich význam a interpretace. Modelování elektronických obvodů a funkčních bloků. Topologie obvodů, analýza obvodů s regulárními prvky, praktické ukázky. Maticové metody řešení obvodů s neregulárními mnohobrany, příklady. Metoda orientovaných grafů, ukázky aplikací. Citlivostní, toleranční a šumová analýza elektronických obvodů. Syntéza pasivních dvojpólů a jejich praktické ověření. Obvod jako systém, teorie zpětné vazby, metody vyšetření stability obvodů v časové a kmitočtové oblasti. • Oscilátory, dvoubodové a tříbodové zapojení, zpětnovazební struktury, lineární a kvazilineární analýza, stabilizace kmitů oscilátoru. • Metody řešení nelineárních obvodů, ukázkové příklady v programu Orcad 16, Matlab 2008 a Mathcad 14. Předmět obsahuje počítačová cvičení, která navazují na problematiku probíranou na přednáškách. Usnadňují tak studentům orientaci v dané problematice. Laboratorní výuka dává možnost experimentování. Komentář: Analogové elektronické obvody tvoří nedílnou součást složitějších systémů, se kterými se běžně setkáváme v technické praxi. Znalost jejich funkce a možností řešení prostřednictvím osobního počítače tak patří k neodmyslitelné součásti intelektuální výbavy budoucího inženýra. Pozornost je ve značné míře věnována prohloubení dovedností studentů efektivně pracovat s obvodovým simulátorem Orcad 16, který dnes patří mezi nejběžnější.

17


Teorie rádiové komunikace (MTRK) Garant:

doc. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Rozsah: Hod/sem

přednášky 39

laboratoře 0

počítače 26

Ústav: ostatní 0


Zimní 6

Stručný obsah přednášek: • Rádiový komunikační systém, rádiové komunikační signály, komplexní obálka • Kapacita kanálu, teorie informace • Mezisymbolové přeslechy, tvarování signálových prvků, filtr přijímače a vysílače • Detekce rádiových signálů, testování hypotéz, kriteria, kanál AWGN • PSK, BPSK, DPSK, mnohostavová PSK, QPSK, OQPSK • MQAM, MSK, GMSK, CPM – modulace, demodulace, praktické aplikace • Systémy s rozprostřeným spektrem I – DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti • Systémy s rozprostřeným spektrem II – přijímač Rake, synchronizace, aplikace • Charakteristiky kanálů, vyrovnavače, nelineární kanály, UWB komunikace • OFDM – princip, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita • Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MB-OFDM a MC-CDMA • Blokové a konvoluční kódy, cyklické kódy, turbo kódy, sřetězené kódy • MIMO systémy, časově prostorové kódování, TCM

Vybraná témata laboratorních cvičení: • Simulace signálů v základním pásmu, komplexní obálka • Simulace modulátoru/demodulátoru QPSK • Simulace synchronizace pro BPSK • Simulace OFDM • Simulace DS-CDMA • Simulace rádiového únikového kanálu • Simulace konvolučního kódování a dekódování

Vector diagram EDGE-GSM, one burst 1.5 1

imag(s)

0.5 0

-0.5 -1 -1.5

-1 .5

-1

-0.5

0 real(s)

18

0.5

1

1.5

Komentář: V předmětu získáte základní teoretické znalosti o rádiovém komunikačním řetězci nutné k pochopení a dalšímu studiu navazujících předmětů v oblasti rádiových komunikací. Seznámíte se se simulací jednotlivých komunikačních systémů, s jejíž pomocí si teoretické poznatky snadno ověříte a osvojíte.


Směrové a družicové spoje (MSDS) Garant:

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.

Rozsah: hod/sem

přednášky 52

laboratoře 12

počítače 14

Ústav: ostatní 0


letní 7

Stručný obsah přednášek: • Všeobecný popis radioreléového spoje (RRS). • Šíření elektromagnetických vln v mikrovlnných pásmech. • Analogové RRS (ARRS) a digitální RRS (DRRS). • Družicové spoje (DS). • Dráhy komunikačních družic. • Energetická bilance družicového spoje – parametry. • Celková bilance uplinku, celková bilance downlinku, vliv dešťového mraku, vliv ionosféry – Faradayova rotace, rádiové spojení se vzdáleným vesmírem. • Vícestranný přístup k satelitnímu transpondéru, modulace, systémy s rozprostřeným spektrem, paketová komunikace. Technologie družic. • Družicové komunikační systémy pevné a pohyblivé služby. • Interoperabilita optických a družicových sítí. • Meteorologické, snímkovací, navigační a experimentální družice. Témata laboratorních cvičení: • Družicové systémy s malou aperturou – VSAT. • Interaktivní výpočet energetické bilance družicového spoje a vyhodnocení telemetrie experimentální družice. • Meteorologické družice. • Navigační družice. • Měření mikrovlnného zesilovače a filtru pomocí obvodového analyzátoru. Témata cvičení u počítače: • Návrh a simulace mikrovlnných částí komunikačního systému. • Simulace přenosu dat družicovým systémem.

19


Počítačové a komunikační sítě (MPKS) Garant:

prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 13

Ústav:

počítače 13

ostatní 0


letní 5

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • Komunikační sítě: struktura, architektura. • Aplikace (HTTP, FTP, SMTP, DNS). • Protokolová sestava TCP/IP (směrování, řízení toku, IP adresy, NAT, IPv6). • Přenosová média (kabeláž pro LAN, optická vlákna). • Ethernet (princip, varianty-100M/1G/10G, přepínače, VLAN, PoE, Spanning Tree). • Bezdrátové sítě. Přístupové sítě. • Multimediální aplikace (RTP, SIP, služby VoIP, QoS). • Bezpečnost síťového provozu (základy kryptografie, autentizace, integrita - MD5, SHA, certifikáty, SSL, IPsec). Komentář: Náplň předmětu je zaměřena na nejpoužívanější síťové technologie a prvky, se kterými se může absolvent setkat v praxi. Vzhledem k tomu, že schopnost komunikace po síti, monitorování a konfigurace pomocí www rozhraní se dnes stává prakticky standardem pro mnoho zařízení, je ve výuce věnován prostor také řešení fyzické vrstvy a programovaní těchto aplikací. Náplní počítačových cvičení je ukázka vytváření programů pro síťovou komunikaci, adresace a směrování v IP sítích, konfigurace IPv6 a bezpečnost síťového provozu. V laboratorních cvičeních jsou úlohy zaměřené na konfiguraci prvků pro lokální sítě, WiFi a VoIP.

20


Antény a jejich aplikace (MASV) Garant:

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 26

Ústav: počítače 26

ostatní 0


zimní 7

Stručný obsah přednášek: • Půlvlnný dipól a šíření vln na DV a SV • Modifikace drátového dipólu na KV • Antény na VKV a UKV pásmech • Mnohopásmové antény v pásmech UKV a uV • Širokopásmové antény v pásmech UKV a uV • Antény s kruhovou polarizací • Směrové antény pro pásma UKV a uV • • • • •

Antény pro speciální aplikace Miniaturizace antén Konstrukční prvky antén Měření antén Přizpůsobovací obvody antén

Témata laboratorních cvičení: • Měření směrových charakteristik ve volném prostoru. Měření směrových charakteristik v bezodrazové komoře. Měření LPDA na vektorovém analyzátoru. • Smyčková anténa, ladění do rezonance, impedanční a výkonové přizpůsobení. • Rozložení proudu na lineární anténě. • Impedanční přizpůsobení KV antény. Měření symetrizačních obvodů. • Impedanční přizpůsobení mikropáskové antény. • Kruhově polarizované antény, měření směrových charakteristik. • Trychtýřová anténa. Komentář: Předmět je zaměřen na praktické aspekty anténní techniky od kmitočtů několika kilohertzů až do desítek gigahertzů. V předmětu se studenti naučí prakticky navrhovat drátové a planární antény, se kterými se mohou setkat v každodenní praxi. V počítačových cvičeních si studenti navrhnou vlastní antény, ty vyrobí a změřené výsledky porovnají s teorií. V laboratoři si studenti ozřejmí měření směrovosti, impedančního přizpůsobení, činitele jakosti a polarizace antén. Některá měření budou probíhat v nové bezodrazové komoře na ústavu radioelektroniky.

21


CAD v mikrovlnné technice (MCVT) Garant:

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 0

Ústav:

počítače 26

ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • Úvod do numerického modelování mikrovlnných obvodů a antén (aneb jak na věc v MATLABu). • Metoda konečných diferencí a metoda konečných prvků pro ustálený harmonický stav (analýza obvodů v kmitočtové oblasti). • Metoda konečných diferencí a metoda konečných prvků pro přechodové děje (analýza obvodů v časové oblasti). • Momentová metoda (analýza antén). • Globální a lokální optimalizační metody pro návrh mikrovlnných struktur. • Komerční počítačové programy pro návrh mikrovlnných struktur. Komentář: Perspektivní komunikační systémy jsou navrhovány pro kmitočtová pásma nacházející se mezi 40 GHz až 95 GHz (pásmo milimetrových vln). Návrh vysokofrekvenčních komponentů těchto systémů je velmi komplikovaný: komponent musíme nejprve počítačově modelovat vhodnými numerickými metod, model komponentu musíme optimalizovat a výsledek musíme nezávislými metodami ověřit. K návrhu vysokofrekvenčních komponentů lze využít komerční programy. Aby však návrhář mohl vybrat nejvhodnější návrhový software a aby uměl získané výsledky realisticky posoudit, měl by mít základní představu o metodách, na nichž jsou návrhové programy založeny. Základní představu o metodách získáme tím, že si prakticky ukážeme, jak si lze nejčastěji používané numerické metody naprogramovat v MATLABu.

Metamateriálová planární anténa a její vyzařování. V rámci předmětu se studenti seznámí s projekty z oblasti aplikovaného elektromagnetismu, na nichž pracujeme pro české i zahraniční firmy.

22


Digitální televizní a rozhlasové systémy (MDTV) Garant:

doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26

počítače 0

Ústav: ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek: • Základy přenosu digitální televize a rozhlasu podle standardů DVB a DAB/DMB. • Digitalizace obrazových a zvukových signálů a aplikace LDTV, SDTV, HDTV. • Metody komprese a zdrojového kódování obrazu a zvuku MPEG. • Zabezpečení signálu digitální televize proti chybám při přenosu – FEC zabezpečení. • Digitální modulace pro oblast DVB (M-PSK, M-QAM, multiplex OFDM). • Standardy pro digitální televizní vysílání – DVB-S/S2, DVB-C/C2, DVB-T/T2. • Digitální zemské a satelitní vysílání pro mobilní telefony – DVB-H/SH. • Digitální rozhlasové vysílání a přenos zpráv a multimédií – DAB, DAB+, DMB. • Televizní přijímače (set-top boxy) s digitálním zpracováním pro příjem DVB-T/T2. • Televizní vysílače pro DVB-T/T2, vysílací sítě SFN a programové multiplexy. • Vliv vlastností přenosových kanálů na kvalitu signálu a služeb digitální televize. • Datové služby DVB – elektronický průvodce, interaktivita, MHP, DVB-IPDC, IPTV. Témata laboratorních cvičení: • Digitalizace obrazu a komprese MPEG-2 a MPEG-4 AVC. • Vliv zabezpečení signálu FEC při přenosu na kvalitu obrazu. • Měření kvality signálu při terestrickém příjmu DVB-T. • Měření parametrů přijímače a set-top boxu DVB-T. • Měřící analyzátor transportního toku MPEG-2 TS. • Konvertor paketů DVB-S na DVB-C a měření signálu digitální kabelové televize. • Měření signálu při satelitním příjmu DVB-S/S2 z družice Astra (včetně HDTV). • Měření chyb v transportním toku a kvalita obrazu při terestrickém příjmu DVB-T.

Laboratorní cvičení probíhají v laboratoři UREL vybavené špičkovým přístrojovým vybavením pro výuku digitální televize a videotechniky.

23


Kvantová a laserová elektronika (MKVE) Garant:

prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 13

počítače 0

Ústav: ostatní 0


zimní 5

Stručný obsah přednášek: • • • • • • • • • • • • •

Úvod do kvantové elektroniky Historie kvantové a laserové elektroniky Základy kvantové a laserové elektroniky Elementární částice a jejich základní vlastnosti Schrödingerova rovnice Statistická termodynamika Interakce záření a látky Optické rezonátory Teorie laserů Plynové lasery Pevnolátkové, kapalinové a polovodičové lasery Aplikace laserové techniky Budoucnost kvantové a laserové elektroniky

Témata laboratorních cvičení: • • • • •

Měření energetických vlastností záření polovodičového laseru Měření vlnové délky laserového záření Měření šířky laserového svazku a poloměru křivosti vlnoplochy laserového svazku Měření světelné charakteristiky laserové diody a LED Bezpečnost práce při manipulaci se zdroji laserového záření

Studenti se seznámí se speciálními vlastnostmi laserového záření a principem funkce laserů. Získají představu o druzích laserů, jejich parametrech a použití. Seznámí se s účinky laserového záření na lidský organismus a využitím laserů v lékařství a telekomunikacích.

24


Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace (MMIA) Garant:

Ing. Zbyněk Fedra, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 0


ostatní 12


letní 7

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení: • Použití ukazatelů, polí, stavového automatu při programování procesoru. • Základ operačního systému reálného času (RTOS). • Čítače/časovače, přesné měření časových úseků. PWM. • Komunikační sběrnice (Lin, SPI …). • Komunikace s externími čidly. • LCD displeje znakové/grafické, řadiče, použití. Základy vektorové grafiky. • Řízeni stejnosměrného a krokového motoru. Komentář: Seznámíte se s různými periferiemi a prací s nimi. Naučíte se způsoby vytváření složitějších programů pro mikrokontroléry. Vyzkoušíte si zajímavé nápady jako bezdotyková tlačítka či vlastní animace na displeji.

Zkusíte si vytvořit vlastní větší a kompletní projekt. Součástí je i jeho řádná dokumentace a prezentace. Můžete si postavit vlastní funkční zařízení, inspirace je na stránkách předmětu. Součástí předmětu je i seminář vedený odborníky z praxe.

Součástí hodnocení je i zpracování krátkého projektu. Zadání si lze vybrat po dohodě s vyučujícím i podle vlastního návrhu. 25


Mikrovlnná integrovaná technika (MMIT) Garant:

Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 13


ostatní 0


letní 6

Z náplně předmětu: • Hybridní MIO, parametry a základní konstrukční struktury. • Nesymetrická a symetrická mikropásková vedení, jejich analýza, syntéza a konstrukční modifikace. • Koplanární, štěrbinová a vázaná mikropásková vedení. • MIO se soustředěnými parametry, monolitické MIO. • Mikropáskové a štěrbinové rezonátory, planární, prstencové a dielektrické rezonátory. • Mikrovlnné směrové vazební členy, parametry a typy, analýza a návrh. • Planární děliče a sdružovače výkonu, kmitočtové filtry v technice MIO. • Mikropáskové přechody, buzení MIO. MIO pro mm a sub-mm vlnová pásma. V návrhových cvičeních se seznámíte s konkrétními postupy jednoduché (ruční) analýzy a návrhu • • • •

mikropáskových, koplanárních, štěrbinových a vázaných vedení, mikrovlnných integrovaných obvodů se soustředěnými parametry, planárních a dielektrických mikrovlnných rezonátorů, směrových vazebních členů, hybridních členů a planárních děličů výkonu. Studenti budou seznámeni s jednoduchými softwarovými a internetovými nástroji pro analýzu a návrh mikrovlnných planárních obvodů (programy PUFF, Sonnet, AppCAD, Travis, TransLin a další). Teoreticky nabyté vědomosti si student ověří komplexním návrhem vybrané mikrovlnné planární integrované struktury v cyklu: ruční návrh – PC simulace – optimalizace – skutečná realizace – měření a praktické ověření.

Ve volitelném předmětu Mikrovlnná integrovaná technika se studenti seznamují s principy integrované techniky, obvodů a subsystémů pro kmitočtová pásma stovek MHz až stovek GHz. Jsou probírány základní typy planárních mikrovlnných integrovaných obvodů (MIO) jak v hybridním, tak monolitickém a kombinovaném provedení. V rámci předmětu uskuteční každý student komplexní návrh vybrané mikrovlnné planární integrované struktury počínaje ručním návrhem, přes počítačovou simulaci a optimalizaci až po praktickou realizaci a její experimentální ověření měřením.

26


Navrhování rádiových spojů (MNRS) Garant:

Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 52

laboratoře 0


ostatní 0


letní 6

Stručný obsah přednášek: • Typy rádiových spojů a jejich využití. • Podmínky rádiového spojení, kvalita přenosu. • Výpočty intenzity pole, digitální model terénu. • Pokrytí území signálem, počítačové řešení. • Mikrovlnné spoje – návrh spoje, kvalita přenosu. • Mobilní rádiová komunikace, modely šíření vln vně a uvnitř budov, ray-tracing, ray-launching. • Dálkové krátkovlnné spoje – kmitočty, návrh spoje a spolehlivost spojení. • Vliv rádiových vln na člověka, kontrola vyzařování. Témata počítačových cvičení: • Návrh rádiového spoje v reálném terénu, útlum trasy a překážek. • Pokrytí území signálem TV vysílače. • Návrh mikrovlnného směrového spoje. • Návrh dálkového spojení v pásmu krátkých vln. • Projektový návrh vybraného typu rádiového spoje.

Pokrytí území signálem vysílače Hády K29 (DVB-T síť 1).

Komentář: Předmět seznamuje studenty se základními principy šíření rádiových vln a postupy návrhu rádiových spojů v různých kmitočtových pásmech. Získané znalosti si studenti procvičí na návrhu rádiových spojů v reálných podmínkách a tím si osvojí základní principy problematiky navrhování rádiových spojů.

27


Počítačové systémy a jejich aplikace (MPOA) Garant:

Ing. Zbyněk Fedra, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 13

laboratoře 0


ostatní 0


zimní 5

Předmět je zaměřen na problémy, které musí řešit návrhář při vývoji přístroje, který obsahuje mikroprocesor nebo je řízen pomocí počítače. Moderní zařízení (mobilní telefony, přehrávače, měřicí přístroje, atd.) jsou vybavena výkonnými mikroprocesory a využívají jednoduché operační systémy realizující např. paralelní chod úloh, síťovou komunikaci nebo interakci s uživatelem. Náplň výuky je volena tak, aby studenti oboru EST byli schopni se v dané problematice orientovat. Stručný obsah předmětu: • Mikroprocesory ARM a Freescale, prostředí Keil a CodeWarrior. • Programování mikroprocesorů v jazyce C, zásady pro tvorbu větších projektů. Paralelní běh více úloh, operační systémy reálného času. • Komunikační rozhraní: Ethernet, sériová linka, USB, CAN. Síťová komunikace mikroprocesorových systémů, ovládání pomocí WWW rozhraní. • Architektura PC. Operační systémy MS Windows a Linux z pohledu obsluhy komunikace (RS232, LPT, Ethernet, USB) a obsluhy nestandardního hardware. V rámci počítačových cvičení studenti pracují postupně na několika úlohách, jako např. komunikace počítače s periferií pomocí sběrnice USB, mikroprocesorový modul konfigurovatelný pomocí www rozhraní, mp3 přehrávač.

28


Programovatelné logické obvody (MPLD) Garant:

Ing. Michal Kubíček, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 0


UREL

ostatní 0

Semestr: Kredity:

letní 6

Stručný obsah přednášek a cvičení: • Technologie integrovaných obvodů, obvody ASSP, ASIC, Structured ASIC, PLD. • Architektura obvodů FPGA, obvody FPGA na trhu, trendy. • Využití mikroprocesorů a dalších pokročilých bloků v FPGA (transceivery, MAC, PCI-Express), systémy na čipu (SoC). • Jazyk VHDL, základní postupy, typické konstrukce, IP jádra a jejich použití. • Verifikace: testbench, behaviorální simulace, post PAR simulace. • Návrh systémů s PLD: napájení, integrita signálů, pouzdra, technologie DPS.

Přípravky s obvody FPGA používané k výukovým účelům (FPGA Spartan-3 a Virtex-5) Komentář: Obvody FPGA jsou používány především ve špičkových aplikacích, kde je požadován vysoký výpočetní výkon (kde procesorům „dochází dech“) a zároveň rychlý vývoj celého zařízení s možností změny funkce. V posledních letech se oblast jejich použití rozšiřuje i na aplikace spotřební elektroniky, kterým dříve dominovaly zákaznické integrované obvody (ASIC) a klasické procesory. Dnes se s nimi můžeme setkat nejen ve vojenských, výzkumných a vesmírných zařízeních, ale také v automobilech, mobilních telefonech, síťových přepínačích nebo set-top boxech. Velmi časté je jejich použití v softwarově definovaných radiových přijímačích.

Vstupní digitizér radaru PCL s obvodem FPGA (návrh UREL pro ERA Pardubice)

Výuka je zaměřena ryze prakticky. Důraz je kladen na osvojení práce s obvody PLD (především FPGA) a jazykem VHDL. V počítačových cvičeních budete konfigurovat obvody FPGA firmy Xilinx (Spartan-3) s využitím návrhového systému Xilinx ISE.

29


Radioelektronická měření (MREM) Garant:

Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 39


ostatní 0


letní 6

Stručný obsah přednášek: • Automatizovaná měřicí pracoviště; • A/D a D/A převodníky; • Univerzální měřicí přístroje; • Generátory signálů; • Osciloskopy; • Spektrální analyzátory; • Přístroje pro měření kmitočtu a času; • Problematika měření impedancí; • Vektorové měřicí přístroje a analyzátory; • Chyby a neurčitosti měření. Témata laboratorních cvičení: • Seznámení s grafickým programovým prostředím Agilent VEE; • Měření polovodičových součástek; • Měření útlumové charakteristiky filtru; • Měření kaskádních parametrů na skalárním analyzátoru; • Měření rušivých signálů a vlastního šumu přijímače; • Základní měření na osciloskopu; • Přesná měření, měření stálosti parametrů laboratorních zdrojů; • Měření na akviziční jednotce; • Měření na vektorovém obvodovém analyzátoru. Komentář: V předmětu je značně posílena laboratorní forma výuky, kdy je dán studentům značný prostor pro realizování zadaných úloh vlastními postupy. Předmět v sobě zahrnuje různé problémy z oblasti signálů, vysokofrekvenční techniky a snaží se praktickou formou poukázat na základní vztahy mezi jednotlivými problémy. V laboratorní výuce je vymezen zvláštní prostor pro praktické vyzkoušení jednotlivých postupů, na základě individuálního zájmu studentů.

V rámci kurzu je každoročně pořádána veřejná přednáška ve spolupráci s firmou H TEST a.s. z oblasti moderní měřicí techniky.

30


Radiofrekvenční identifikace (MRFI) Garant:

Ing. Dr. Techn. Vojtěch Derbek

Rozsah: hod/sem

přednášky 22

laboratoře 0

počítače 30

Ústav: ostatní 0


zimní 5

Studenti se seznámí s praktickým použitím RF technologií v aplikační oblasti, která je v současnosti jednou z nejdynamičtěji se rozvíjejících. Předmět klade důraz na vytvoření souvislostí mezi návrhem RF systémů, digitálním zpracování signálu a efektivními a bezpečnými algoritmy bezdrátové komunikace v aktivních, semi-pasivních a pasivních RF systémech pro identifikaci. V počítačových cvičeních se studenti seznámí s prostředím Labview, ve kterém následně realizují zadané úlohy. Stručný obsah přednášek: • Typy RFID systémů, základní operační principy, transpondér, čtečka • Induktivní vazba, elektromagnetická vazba, blízká vazba, elektrická vazba • Fyzikální principy RFID systemů, činnost transpondéru v magnetickém poli • Elektromagnetické vlny, princip funkce mikrovlnného transpondéru • Frequenční pásma, kódování a modulace, struktura protokolu • Antény z pohledu tagu a čtečky • Transpondér s paměťovou funkcí, mikroprocesorové RFID • Architektura, analogového frontendu, kontrolní jednotka • Zdroje šumu, citlivost, monostatický a bistatický systém, přímá vazba • Měření systémových parametrů, performance, conformance, protokol LLRP • RFID v bezdrátových sensorových sítích, UWB, Ranging, internet of things Témata počítačových cvičení: • Analýza funkcí čtečky, sledování procesů modulace a demodulace • Návrh modelu modulátoru a demodulátoru, tvarování signálu, filtrace, detekce • Stavový diagramu protokolu EPC Class 1 Gen 2, simulace • Implementace demodulátoru a modulátoru v softwarovém radiu • Měření parametrů komunikace v HF a UHF pásmu • Praktické zkoušky šíření signálu v UHF pásmu (pozorování úniků) a experimenty

31


Radiolokační a radionavigační systémy (MRAR) Garant:

doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 10

počítače 10

Ústav: ostatní 6


zimní 5

Stručný obsah přednášek: • Typy a parametry radarů a jejich aplikace. • Detekce radiolokačních signálů v šumu, charakteristiky radiolokačních cílů. • Radiolokační rovnice, šíření radarové vlny, antény a anténní řady pro radary. • Technologie elektronických systémů radarů. • Radiolokační signály, efekty pohyblivých cílů, funkce neurčitosti. • Systémy aktivních radarů, letištní přehledové radary, antikolizní systémy. • Pasivní radiolokace, systémy pro vojenské aplikace, průzkum vesmíru, RFID. • Základní výpočty v navigaci, souřadné soustavy, mapy, AM, PM, FM a IM systémy. • Řízení letového provozu, systémy NDB, VOR, DME, ILS, MLS. • Družicové navigační systémy, GPS-NAVSTAR, GALILEO, GLONASS, BEIDOU. • GPS přijímače, architektura, výpočet polohy a času, komunikační protokoly. • Rozšířené navigační systémy, aplikace, systémová řešení. Témata laboratorních cvičení: • CW radar, metody měření pohyblivých cílů. • FMCW radar, měření vzdálenosti cílů. • Sekundární přehledový radar, zpracování signálů SSR. • RFID, standardy pro UKV pásmo, měření vlastností tagů. • Přijímače GPS, architektury a jejich parametry. Témata počítačových cvičení: • Radiolokační rovnice, šíření, výpočty dosahu (Matlab). • Radarové signály, detekce, funkce neurčitosti (Matlab). • Anténní fázované řady, beamforming (Matlab). • Zpracování GPS signálu, výpočet polohy (Matlab). • Návrh vstupního dílu GPS přijímače (Ansoft Designer).

Součástí předmětu je odborná exkurze ve středisku Řízení letového provozu na letišti v Brně. 32


Softwarové rádio (MSWR) Garant:

doc. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 0

počítače 52

Ústav: ostatní 0


Letní 7

Stručný obsah přednášek: • Koncept softwarového rádia, architektury vysílačů a přijímačů • Hardwarové prostředky pro implementaci softwarového rádia – DSP, FPGA • Reprezentace čísel, výpočty v pohyblivé a pevné řádové čárce • Software pro simulaci a implementaci v DSP Texas Instruments řady C6000 • Software pro simulaci a implementaci v FPGA – Core gererator, System generator • Stavební bloky softwarového rádia – klíčování, frekvenční syntéza, směšovače. • Algoritmy pro demodulaci signálů, synchronizace, ekvalizace. • Číslicové filtry, omezení mezisymbolových přeslechů, implementace v DSP a FPGA • Převod A/D a D/A, architektury převodníků, parametry, pásmové vzorkování • Změna vzorkovacího kmitočtu, decimace a interpolace, analýza spektra • Zpracování signálu v CDMA a OFDM, adaptivní algoritmy • Zpracování signálů v perspektivních komunikačních systémech – LTE, WiMAX • Od softwarového ke kognitivnímu rádiu, dynamická alokace spektra Témata počítačových cvičení: • analýza reálného komunikačního signálu v SW MATLAB • Vývojové prostředí DSP DSK6713, knihovna pro zpracování signálů • Vývojové prostředí Xilinx ISE, nadstavba Xilinx IP Core generator, základní stavební bloky – směšovač, NCO, filtry • Implementace demodulátoru AM signálu • Implementace BPSK modulátoru včetně raised cosine filtru • Implementace OFDM modulátoru • Implementace synchronizace pro CDMA

Komentář: Cílem počítačových cvičení je získat praktické zkušenosti s implementací základních částí komunikačního řetězce. Studenti se nejprve přehledově seznámí s dostupnými softwarovými prostředky pro implementaci metod zpracování signálů v programovatelných logických obvodech a signálových procesorech. Následně budou implementovat jednotlivé algoritmy v obvodu FPGA nebo (dle volby studenta) v signálovém procesoru. Není nutná detailní znalost programování FPGA a DSP (pro většinu algoritmů existují jednoduše použitelné knihovny!). 33


Statistika v telekomunikacích (MSTK) Garant:

doc. RNDr. Jitka Pomněnková, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 26

laboratoře 0

Ústav:

počítače 26

ostatní 0


letní 5

Stručný obsah přednášek: • Úvodní informace k předmětu, teorie pravděpodobnosti, závislé a nezávislé pokusy, podmíněná pravděpodobnost. • Rozdělení náhodné veličiny, charakteristiky náhodných veličin, míra neurčitosti. • Funkce spojitých náhodných veličin. • Centrální limitní věta a zákon velkých čísel. • Úvod do statistiky, bodový a intervalový odhad, intervaly spolehlivosti, testování hypotéz, parametrický a neparametrický přístup. • Náhodné procesy. • Gaussovy směsné modely. Markovovy řetězce. • Transformace náhodných procesů. • Ortogonální transformace, Karhunen-Loève transformace, PCA. • Metody odhadu spektra. • Energetická spektra signálů modulovaných náhodnými procesy. • Zjišťování a oddělování signálů skrytých v šumech. Témata počítačových cvičení: • Řešení úlohy z teorie pravděpodobnosti, úlohy na rozložení náhodných veličin a výpočet entropie. • Transformace náhodných veličin, zobecněné Rayleighovo rozdělení pravděpodobnosti, rozdělení pravděpodobnosti součtu náhodné veličiny s normálním rozdělením a s rozděleními chikvadrát a rovnoměrným, výpočet intervalu spolehlivosti, odvození spolehlivosti systému, testování významnosti odhadů. Náhodné procesy, testování stacionarity. • Příklady na Gaussovy směsné modely, na ortogonální transformace a transformace náhodných procesů. • Aplikace metod odhadu spektra na simulovaný signál. Výpočet a testování přítomnosti signálu v kanálu, testy dobré shody, příklady detektorů. Komentář: Cílem počítačových cvičení je získat praktické zkušenosti s implementací teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky v moderním zpracování komunikačních signálů a teorii bezdrátové komunikace. Studenti si zopakují a prohloubí teoretické znalosti, které se následně naučí využívat při aplikacích a výpočtech zaměřených do telekomunikační oblasti.

34


Systémy mobilních komunikací (MSMK) Garant:

Ing. Jan Prokopec, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 26


ostatní 0


zimní 6

Stručný obsah přednášek a laboratorních cvičení: • Sítě 3G – UMTS, architektura systému, řízení přidělování rádiových prostředků, kapacita sítě, vliv interferencí na dynamickou velikost buňky, rychlé datové přenosy HSPA, změny na fyzické vrstvě s cílem dosažení vyšších přenosových rychlostí, měření propustosti sítě. • LTE – Long Term Evolution, evoluce systému 3G, základní vlastnosti, zvýšení přenosových rychlostí až na 100 Mbps – použité techniky bezdrátového přenosu, řízení přidělování rádiových prostředků. • Sítě WLAN 802.11a,b,g,n – MIMO v praktických ukázkách. • Mobile WiMAX – širokopásmové bezdrátové přístupové sítě. • Sítě ITS (Intelligent Transportation System), komunikace Car2Car a Car2X. Komentář: Předmět je zaměřen na mobilní sítě, které jsou v současné době v ČR ve výstavbě (UMTS) a nejmodernější standardy širokopásmových bezdrátových sítí. V současné době dochází k rozvoji bezdrátových systémů používaných v dopravě, proto jsou tyto systémy rovněž zařazeny do výuky. V rámci laboratorních cvičení studenti provádějí měření mobilních a bezdrátových sítí a s pomocí moderního přístrojového vybavení provádějí analýzu sítí na rádiovém rozhraní. Pro analyzování jsou dostupné nejen data změřená v laboratoři v reálném čase, ale soubor naměřených dat z různých lokalit ČR.

Laboratorní cvičení probíhají ve Společné laboratoři UREL a T-Mobile vybavené špičkovým přístrojovým vybavením pro výuku mobilních komunikací včetně základnové stanice BTS zapojené do komerční sítě. Součástí výuky je exkurze na technické oddělení T-Mobile v Brně.

35


Videotechnika a multimediální technika (MVDK) Garant:

Ing. Martin Slanina, Ph.D.

Rozsah: hod/sem

přednášky 39

laboratoře 18


ostatní 8


letní 6

Stručný obsah přednášek a laboratorních cvičení: • Základní principy vytváření a přenosu obrazových a zvukových signálů. • Základní stavební bloky, koncepce a principy zařízení pro snímání obrazových signálů a jejich reprodukci. • Digitalizace, digitální zpracování a komprimace obrazových signálů. • Záznam obrazových signálů v analogové a digitální podobě. • Metodika hodnocení kvality audiovizuální informace. • Perspektivní multimediální systémy – bezdrátový přenos videosignálu. • 3DTV – cesta ke třetímu rozměru. Komentář: Porozumění principům, na kterých je založena moderní multimediální technika ať už v oblasti spotřební nebo profesionální elektroniky, dovoluje komplexní pohled na prakticky jakýkoliv multimediální systém. Kromě seznámení s principy jednotlivých komponentů multimediálních systémů v rámci přednášek – od snímačů, přes metody analogového a zejména digitálního zpracování signálů, až po reprodukci, si v laboratorních cvičeních vyzkoušíme měření parametrů dílčích částí multimediálních systémů zejména s ohledem na kvalitu. Vedle přednášek a laboratorních cvičení jsou zařazeny také další nepovinné aktivity ve formě samostatných prací.

Komponenty multimediálních systémů. Laboratorní výuka probíhá ve špičkově vybavené Laboratoři digitální televizní techniky a videotechniky.

36

Prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida předseda oborové rady magisterského studijního oboru Elektronika a sdělovací technika

Ústav radioelektroniky FEKT VUT v Brně Purkyňova 118, 612 00 Brno Tel.: 541 149 114 Fax: 541 149 244 E-mail: [email protected] http://www.urel.feec.vutbr.cz

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

Recommend Documents