ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

Transkript

1 UREL FEKT :: Purkyňova 118 :: Brno :: Tel: :: Fax: Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně magisterský studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA EST STÁTNÍ ZÁVĚREČNÉ ZKOUŠKY tématické okruhy předmětů 2011

2 OBSAH 1 Průběh státních závěrečných zkoušek 3 Diplomová práce...3 Zkoušky z předmětů...3 Oficiální vyhlášení výsledků Teorie elektroniky a rádiové komunikace 5 Teorie elektronických obvodů MTEO...5 Teorie rádiové komunikace MTRK...5 Směrové a družicové spoje MSDS...6 Počítačové a komunikační sítě MPKS Aplikovaná elektronika a komunikace 7 Systémy mobilních komunikací MSMK...7 Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace MMIA...7 Programovatelné logické obvody MPLD...8 Videotechnika a multimediální technika MVDK...8 Počítačové systémy a jejich aplikace MPOA...9 Signálové procesory MSPR...9 Digitální televizní a rozhlasové systémy MDTV...10 Radioelektronická měření MREM...10 Fotonika a optické komunikace MFOK...11 Antény a jejich aplikace MASV...11 CAD v mikrovlnné technice MCVT...12 Navrhování rádiových spojů MNRS...12 Mikrovlnná integrovaná technika MMIT...13 Radiolokační a radionavigační systémy MRAR...13 Softwarové rádio MSWR

3 Průběh státních závěrečných zkoušek 1 Průběh státních závěrečných zkoušek Státní závěrečné zkoušky (SZZ) oboru Elektronika a sdělovací technika (EST) v magisterském studiu sestávají ze tří samostatných částí: 1. Obhajoba diplomové práce; 2. Zkouška z předmětu SZZ Teorie elektroniky a rádiové komunikace; 3. Zkouška z předmětu SZZ Aplikovaná elektronika a komunikace. Státní zkoušky oboru Elektronika a sdělovací technika bývají typicky v úterý a ve středu. Týden, v němž se státní zkoušky konají, je zveřejněn na webových stránkách fakulty, odkaz Studium, odstavec Informace o studiu, bod Časový plán výuky pro rok. Rozřazení studentů do komisí a časový rozpis státních zkoušek je studentům zveřejněn v informačním systému typicky 5 dnů před zkouškami. Ke státní zkoušce musí student přijít o 30 minut dříve, než je uvedeno v časovém rozvrhu státních zkoušek. Diplomová práce Zadání diplomové práce si může student vyzvednout na sekretariátu Ústavu radioelektroniky od prvního týdne letního semestru. Pokyny k vypracování diplomové práce a všechny termíny, které musí student dodržet, jsou popsány ve vyhlášce, zveřejněné v Aktualitách na webu UREL. Diplomovou práci studenti odevzdávají elektronicky v informačním systému a vytištěnou ve dvou svázaných exemplářích. Jeden exemplář práce obsahuje originál zadání. Práce se odevzdává dva týdny před státními zkouškami. Během těchto dvou týdnů diplomovou práci posuzují její vedoucí a oponent. Posudky na práci se zobrazují v informačním systému. V pondělí před státní zkouškou mezi 13:00 až 15:00 jsou studenti povinni uložit si na počítač v místnosti, kde budou zkoušeni, prezentaci k obhajobě své diplomové práce. Délka obhajoby nesmí přesáhnout 8 minut. Doporučenou šablonu prezentace si lze stáhnout z webových stránek UREL, odkaz Všem studentům UREL, bod Doporučení pro tvorbu prezentací. Po prezentaci diplomové práce jsou přečteny posudky na diplomovou práci. Následně předseda komise zahájí rozpravu k práci, v níž student reaguje na výhrady uvedené v posudcích a odpovídá na otázky členů komise. Jakmile má komise dostatek informací o prezentovaném řešení, předseda obhajobu diplomové práce ukončí. Následují ústní zkoušky z předmětů. Zkoušky z předmětů Zhruba v polovině letního semestru jsou studenti povinni přihlásit se ke státní zkoušce. Součástí přihlášky je seznam tří oborových volitelných předmětů z nabídky předmětu SZZ Aplikovaná elektronika a komunikace, z nichž si studenti přejí být zkoušeni. Z předmětů zařazených do předmětu SZZ Teorie elektroniky a rádiové komunikace si student nevybírá zvládnout musí veškerou látku. Obsah všech dílčích předmětů, z nichž předměty SZZ sestávají, je rozdělen do 10 okruhů. Tyto okruhy jsou uvedeny v 2. a 3. kapitole této příručky. U státních závěrečných zkoušek v magisterském studiu není písemná příprava. Členové zkušební komise kladou otázky, jež přímo či nepřímo souvisejí s okruhy jednotlivých dílčích předmětů. 3

4 Po ukončení ústní části zkoušky předseda požádá studenta, aby opustil zkušební místnost. Zkušební komise neveřejně rozhodne o klasifikaci studenta. Klasifikace je studentovi oznámena bezprostředně po rozhodnutí komise. Klasifikace je bezprostředně zobrazena v informačním systému. Oficiální vyhlášení výsledků Druhý den státních zkoušek odpoledne se koná oficiální vyhlášení výsledků. Na tomto oficiálním vyhlášení je prezentováno hodnocení zkoušek předsedy komisí a jsou oceněni nejlepší studenti. 4

5 2 Teorie elektroniky a rádiové komunikace Teorie elektronických obvodů MTEO 1. Zákony a teorémy v elektronických obvodech. 2. Obvodové funkce a parametry, póly a nulové body, vlastnosti přenosových funkcí. 3. Maticové metody analýzy lineárních obvodů s regulárními prvky. 4. Maticové metody analýzy lineárních obvodů s neregulárními prvky. 5. Modelování reálných elektronických obvodů, modely pasivních a aktivních prvků. 6. Citlivostní a toleranční analýza obvodů. 7. Šumová analýza obvodů. 8. Řešení stability obvodů a oscilační podmínky. 9. Syntéza pasivních RLC článků. 10. Analýza nelineárních obvodů rezistivních a setrvačných obvodů. Teorie rádiové komunikace MTRK 1. Kapacita kanálu, základy teorie informace: informace, entropie, Shannonovy věty. 2. Rádiové komunikační signály: ekvivalence BP (bandpass) a LP (lowpass), komplexní obálka, vzájemný převod. 3. Mezisymbolové přeslechy: tvarování signálových prvků, filtr přijímače a vysílače, typy filtrů pro potlačení ISI, vyrovnavače princip, zero forcing, MMSE. 4. Detekce signálu: kanál AWGN, příjem binárního signálu, kriteria maximum a posteriori a maximum likehood (základní princip). 5. PSK, BPSK, DPSK, mnohostavová PSK, QPSK, OQPSK, M-QAM: principy, modulace a demodulace, konstelační diagramy. CPFSK princip. 6. Systémy s rozprostřeným spektrem: princip rozprostření a jeho výhody, rozdělení DS-SS / FH-SS, rozprostírací posloupnosti, jejich druhy a korelační vlastnosti, synchronizace v DS-SS, přijímač Rake princip, CDMA. 7. Rádiové kanály: únik, charakteristiky kanálů, diversita. 8. OFDM: Princip, výhody, modulace pomocí IFFT, schema modulátoru a demodulátoru, cyklické prodloužení, ochranný interval. 9. Teorie kódování: Blokové a konvoluční kódy, princip turbo kódů. 10. Ostatní: princip časově prostorového kódování, princip TCM, UWB komunikace. 5

6 Směrové a družicové spoje MSDS 1. Všeobecný popis radioreleového spoje (RRS): frekvenční pásma, kvalitativní parametry analogových a digitálních RRS. 2. Vliv šíření elektromagnetických vln na parametry RRS: statistické parametry, stanovení trasy úseku RRS, komunikační rovnice, prostorová a frekvenční diversita, pasivní retranslace. 3. Analogové a číslicové RRS: typy přenášených signálů, technologie. 4. Číslicové RRS: typy přenášených signálů, technologie. 5. Družicové spoje (DS): dráhy komunikačních družic a predikce polohy, rušený pohyb, Dopplerův posuv frekvence. 6. Energetická bilance DS: vyzařovací vlastnosti antén, polarizace, šumová teplota antény, ekvivalentní šumová teplota systému, vliv srážkového mraku na uplink a downlink DS, Faradayova rotace. 7. Typy přenášených signálů DS: přístupové techniky FDMA, TDMA, CDMA, náhodný přístup. 8. Technologie družic: lineární transpondér, těleso a termodynamika družice, polohové senzory a stabilizace polohy, antény družice, technologie bodových anténních svazků (Spot Beams) a adaptabilní šířky pásma (Bandwidth on Demand). 9. Družicové systémy pevné a pohyblivé služby, systémy VSAT. 10. Družicové navigační systémy: principy lokalizace, způsoby komunikace, přesnost časování, kmitočtové standardy GPS. Počítačové a komunikační sítě MPKS 1. Komunikační sítě, topologie, modely (ISO/OSI, TCP/IP), funkce vrstev. 2. Aplikace HTTP, FTP, SMTP, DNS. 3. Protokolová sestava TCP/IP: TCP (navazování spojení, řízení toku), UDP, IP (směrování, fragmentace, adresování, NAT/PAT). 4. Přenosová média: kabeláž pro LAN, optická vlákna základní vlastnosti. 5. Lokální počítačové sítě, přístupové metody (Aloha, CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA). 6. Ethernet: princip, varianty-100m/1g/10g, aktivní prvky, VLAN, PoE, topologie, protokol Spanning Tree, strukturovaná kabeláž. 7. WLAN Multimediální aplikace: základní požadavky, protokoly RTP a SIP, služby VoIP, metody zajištění kvality služby v sítích IP. 9. Bezpečnost síťového provozu: základy kryptografie (symetrická, s veřejným klíčem, blokové a proudové šifry), autentizace, integrita MD5, SHA, certifikáty, protokoly SSL, IPsec. 10. Vysokorychlostní sítě, techniky MPLS, MPλS, fotonické sítě. 6

7 Aplikovaná elektronika a komunikace 3 Aplikovaná elektronika a komunikace Systémy mobilních komunikací MSMK 1. Radiotelefonní systém GSM: kmitočtová pásma, výkonové úrovně, zpracování signálů architektura systému. 2. Systém GSM: zabezpečení signálu proti zneužití, ověření účastníka v síti, šifrování dat. 3. Přenos datových signálů v sítích GSM (HSCSD, GPRS, EDGE), vlastnosti, výhody a nevýhody jednotlivých technologií. 4. Systémy třetí generace UMTS, přenosová rychlost signálu, kmitočtová pásma, rádiové rozhraní UTRA, architektura systému. 5. UMTS: typy handoveru, dynamická velikost buňky, řízení výkonu mobilní stanice. 6. UMTS: Páteřní síť a její popis, propojení se stávajícími systémy. 7. Standard LTE: Popis přístupové metody OFDMA, přidělování rádiových prostředků mezi uživatele. 8. Standard LTE: Metody zabezpečení proti chybám vzniklým při přenosu, popis procedur HARQ, použivané kanálové kódování. 9. Standard LTE: Použivané techniky diverzitního přijmu SISO, SIMO, MISO, MIMO, popis, výhody a nevýhody. 10. Bezdrátové přístupové sítě WLAN (802.11): popis jednotlivých standardů (a-n), Vrstvový model OSI, popis fyzické vrstvy (používané modulace, vysílané výkony atd.). Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace MMIA 1. Speciální funkce AVR GCC, inline a holé funkce, AVR bootloader. 2. Proměnné globální/lokální, registrové proměnné, zapouzdření proměnných, proměnné v paměti programu. 3. Použití ukazatelů, polí, řetězců. Dynamické paměťové struktury. Předávání proměnných funkcím, paměťové nároky při předání proměnné a ukazatele, předávání řetězců v paměti programu. 4. RTOS, princip, úkoly (task), přepínání úkolů, práce s registry a se zásobníkem. 5. Sběrnice Lin, fyzická a linková vrstva, použití. 6. Sběrnice 1-wire a SPI. 7. Čítače/časovače, režimy, princip generování PWM, princip měření střídy signálu. 8. LCD displeje, rozdíl grafických a řádkových, komunikace s řadiči grafických displejů, způsob vykreslování grafiky, rasterizace grafických primitiv. 9. Krokové motory, stejnosměrné motory, serva a jejich řízení pomocí mikrokontroléru. 10. Tendence ve vývoji mikroprocesorů, DMA, 16 a 32 bitové procesory, signálové procesory DSP, mikroprocesory a FPGA. 7

8 Programovatelné logické obvody MPLD 1. Základní struktury obvodů PLD: zápis logických funkcí, jejich realizace strukturami PROM, PAL, PLA. Typická struktura I/O buňky. Princip realizace logických funkcí v obvodech FPGA. 2. Typy programovatelných obvodů: SPLD, CPLD, FPGA struktura, základní vlastnosti, nejdůležitější parametry. Obvody ASIC, ASSP, hradlová pole, strukturované ASIC. 3. Funkční bloky používané v obvodech FPGA: paměťové prvky, bloky pro syntézu kmitočtu a pro další zpracování hodinových signálů, I/O standardy. 4. Procesory v FPGA, vestavěné (embedded) systémy, systém na čipu (SoC). Číslicové zpracování signálů v FPGA, bloky pro podporu DSP operací. 5. Kombinační obvody. Synchronní systémy: princip a výhody, použití klopných obvodů typu D. Časové parametry digitálních obvodů a jejich analýza. 6. Realizace synchronních čítačů v obvodech PLD: binární, Grayovy, LFSR výhody, nevýhody, popis pomocí jazyka HDL. Nepracovní (nevyužité) stavy a jejich ošetření. 7. Stavové automaty: typ Moore a Mealy blokové schéma, typy výstupů, stavové diagramy, ekvivalentní stavy, kódování stavů v obvodech PLD a FPGA. 8. Rychlá sériová komunikace a bloky pro její podporu v FPGA, multigigabitové transceivery, návrh plošných spojů. Napájení obvodů FPGA. 9. Ověření funkce navržené konstrukce, simulace (funkční, časová), testbench, statická časová analýza. Nastavení omezujících podmínek (umístění PINů, požadavky časování). 10. Jazyk VHDL: behaviorální a strukturální styl popisu, souběžné a sekvenční příkazy, proměnné a signály, proces. Videotechnika a multimediální technika MVDK 1. Televizní kolorimetrie. Popis barevných světel s využitím diagramu CIE x,y. 2. Základní pojmy a principy televizního přenosu. Rozklad obrazu, úplný obrazový signál. 3. Analogové televizní soustavy PAL a NTSC. 4. Zařízení pro snímání obrazových signálů. Monolitické snímače CCD a CMOS. 5. Zobrazovače CRT, LCD, plazmové a OLED displeje, projektory. 6. Digitalizace obrazových signálů podle doporučení ITU-R BT.601 a BT Komprimační algoritmy JPEG, MPEG1, MPEG2. 8. Moderní komprimační algoritmy MPEG4 Part 10 (AVC), SMPTE VC-1, Dirac. 9. Magnetický a optický záznam videosignálů D televize. 8

9 Aplikovaná elektronika a komunikace Počítačové systémy a jejich aplikace MPOA 1. Jazyk C a specifika při programování kontrolérů. 2. Techniky programování víceúlohových aplikací. 3. Operační systémy reálného času, plánovače (preemptivní, kooperativní), signalizace. 4. Procesory Freescale: architektura, systém přerušení, vývojové prostředí. 5. Procesory ARM: architektura, systém přerušení. 6. Sběrnice USB: standardy, přenosové režimy, komunikační protokol, fyzická vrstva, proces enumerace. 7. Sběrnice USB: třída HID, specifikace, využití, nároky na straně kontroléru a PC. 8. Sběrnice CAN. 9. Techniky programování síťové komunikace: služby TCP a UDP vlastnosti, použití. 10. Protokol http: popis komunikace, metody, zpětný přenos dat do konfigurovaného systému. Signálové procesory MSPR 1. Základní vlastnosti architektur procesorů: von Neumanova a harvardská architektura, architektura typu LIW a VLIW, paralelní systémy. Odlišnosti signálových procesorů od procesorů pro všeobecné použití, generace signálových procesorů. 2. Formáty vyjádření čísel s omezenou délkou slova: formát s pohyblivou řádovou čárkou IEEE- 754, celočíselný a zlomkový formát, dynamický rozsah a přesnost vyjádření, vyjádření záporných čísel, saturační aritmetika, algoritmy zaokrouhlení. 3. Signálové procesory DSP56858 s pevnou řádovou čárkou firmy Freescale: bloková struktura signálového procesoru, souhrn periferií, mapování paměti. Porovnání s ostatními procesory. 4. Aritmeticko-logická jednotka procesoru DSP56858: její struktura, přehled registrů, formáty čísel v registrech a paměti, podporované operace, stavové (příznakové) bity. 5. Adresovací jednotka: její struktura, přehled registrů, stínové registry, podporované režimy adresování, adresování modulo a bitově reverzované. 6. Řídicí jednotka procesoru DSP56858: obsluha instrukcí skoku do podprogramu a návrat z podprogramu, práce se zásobníkem, hardwarové cykly DO a REP, obsluha přerušení, vektory přerušení, priorita přerušení. 7. Instrukční soubor procesoru DSP56858 a jeho použití: základní typy operací, specifika instrukčního souboru, zřetězené zpracování instrukcí - pipelining, instrukce zpožděného vykonání skoku, vývojové prostředky, návaznost na vyšší programovací jazyk C, intrinsic funkce, implementačně závislé příkazy pragma. 8. Implementace číslicových filtrů v signálovém procesoru: rozdíl v implementaci filtrů typu FIR a IIR, rozdělení na sekce 2. řádu, kanonické a nekanonické struktury, grafy signálových toků, Masonovo pravidlo. Vliv kvantování na vlastnosti číslicových filtrů, vznik mezních cyklů. 9. Metody generace harmonického signálu: generace signálu z tabulky hodnot a pomocí rezonátoru. Spektrální analýza signálů: algoritmus rychlé Fourierovy transformace (FFT), Goertzelův algoritmus, podmínky použití, struktura algoritmu FFT, přizpůsobení algoritmu FFT pro signálový procesor. 10. Periferie signálového procesoru a připojení vnějších prvků: vlastnosti a použití rozhraní SPI a rozhraní HPI, řadič přímého přístupu do paměti, emulace na čipu, testovací rozhraní JTAG. 9

10 Digitální televizní a rozhlasové systémy MDTV 1. Digitalizace obrazových a zvukových signálů doporučení ITU-BT.R601 a 709, vzorkovací formáty obrazu, úrovňové diagramy, datové toky, A/D a D/A převodníky pro video a audio. 2. Zdrojové kódování obrazových a zvukových signálů základní principy MPEG pro video a audio, kodér a dekodér MPEG video a audio, profily a úrovně struktura elementárních toků. 3. Kanálové kódování a zabezpečení proti chybám přenosu dopředná chybová korekce FEC, princip RS kódování, princip prokládání, princip konvolučního kódování a zúžení kódu. 4. Programový a transportní tok MPEG pakety transportního toku MPEG-2 TS, synchronizace přijímače na MPEG-2 TS, programové informace PSI, servisní informace SI, chyby priorit. 5. Standard DVB-S/S2 pro satelitní vysílání systémové parametry, provozní vlastnosti, modulace M-PSK, vliv přenosové cesty, modulátor a demodulátor, struktura přijímače. 6. Standard DVB-C/C2 pro kabelové vysílání systémové parametry, provozní vlastnosti, modulace M-QAM, vliv přenosové cesty, modulátor a demodulátor, struktura přijímače. 7. Standard DVB-T/H/T2 pro terestrické vysílání systémové parametry, provozní vlastnosti, multiplex OFDM, ochranný interval, typy nosných, vliv přenosové cesty. 8. Vysílače pro DVB-T jednofrekvenční sítě SFN, synchronizace a monitorování sítě, volba ochranného intervalu, blokové schéma vysílače, převaděč, spektrální maska, výkonový stupeň. 9. Přijímače pro DVB-T parametry přijímaného signálu, struktura přijímače DVB-T, požadavky na tuner, mezifrekvenční zpracování, integrovaný obvod dekodéru, přijímač pro mobilní příjem. 10. Měření signálu DVB bloková struktura analyzátoru DVB-S, DVB-C, DVB-T, konstelační analýza, vliv interference, měření BER a MER, spektrální analýza, měření C/N a S/N signálu. Radioelektronická měření MREM 1. Chyby měření a neurčitost měření. Systematická a náhodná chyba. Neurčitost výsledku měření. 2. Automatizovaná měřicí pracoviště. Standardy komunikačních přístrojových sběrnic, vlastnosti a výhody jednotlivých sběrnic pro připojování měřicích přístrojů. 3. A/D a D/A převodníky, typy převodníků a jejich vlastnosti. 4. Univerzální měřicí přístroje, číslicové multimetry. 5. Generátory elektrických měřicích signálů, generátory definovaného průběhu (Arbitrary Waveform Generators), syntezátory přímá a nepřímá syntéza kmitočtů. 6. Digitální osciloskopy, princip činnosti, důležité parametry osciloskopů, parametry měřicích sond. 7. Spektrální analyzátory, princip činnosti, důležité parametry. Měřicí přijímače. Hlavní odlišnosti mezi spektrálními analyzátory a měřicími přijímači. 8. Měření kmitočtu a času. Přímé měření frekvence signálů. Měření fázového rozdílu. 9. Měření impedancí. Náhradní schémata reálných pasivních prvků. Číslicové RLC měřiče. Ohmmetry. 10. Vektorové analyzátory, princip činnosti, vlastnosti, měření PSV a dvojbranových parametrů, skalární analyzátor (vlastnosti). 10

11 Aplikovaná elektronika a komunikace Fotonika a optické komunikace MFOK 1. Systémové aspekty fotoniky, výhody a nevýhody optických komunikací, rozdělení optických komunikačních systémů podle místa a způsobu funkce a působení, měření pomocí optických systémů, laserové radary 2. Geometrická optika, vlnová optika, elektromagnetická optika, kvantová optika, fotony, základní optické veličiny, EM mody, Polarizace, Jonesovy matice a vektory 3. Nelineární optika, Pockelsův a Kerrův jev, E-O modulátory, druhy optických prostředí 4. Optické čočky a jejich vady, optické filtry, beamsplittery, zrcadla, mřížky, izolátory 5. Optické vysílače a přijímače, proces emitace laserového záření, vyzařované vlnové délky, zdroje optického záření, proces fotodetekce, fotodetektory 6. Optická vlákna, typy, vlastnosti, šíření záření v optickém vlákně, optické vláknové zesilovače 7. Základy optických komunikací, statistické a stacionární parametry optických spojů, energetická bilance, modulace 8. Návrh optického vláknového spoje, jednotlivé komponenty systému, WDM, využití OV komunikace, návrh optovláknového systému 9. Optické bezkabelové spoje, atmosférické přenosové prostředí, atmosférické turbulence a útlum v atmosféře, návrh optického bezkabelového spoje 10. Budoucnost optických komunikací, hybridní systémy FSO/RF, spoje s nepřímou viditelností (UV rozptyl), indoor spoje, fotonické sítě Antény a jejich aplikace MASV 1. Záření soustav antén. Skupinová funkce, vliv amplitud a fází buzení, optimalizace a syntéza diagramu záření. 2. Impedance antén, ztráty a účinnost. Impedance antén v soustavě. 3. Příjem rádiových vln. Náhradní obvod, parametry, polarizace, přijímací antény. 4. Šíření povrchové a prostorové vlny. Využití, vliv trasy, výpočet intenzity pole. 5. Spojení ionosférickou vlnou. Návrh spoje a pracovních kmitočtů, intenzita pole a únik. 6. Šíření vln v mikrovlnném pásmu. Útlum v atmosféře, profil trasy, útlum překážek. 7. Antény pro pásma DV, SV a KV. Provedení, výpočet ztrát v půdě. 8. Antény pro pásmo decimetrových vln. Typy a vlastnosti antén, všesměrové antény. 9. Mikrovlnné antény. Širokopásmové antény. 10. Antény se zpracováním signálu, adaptivní antény. Vychylování maxima záření. 11

12 CAD v mikrovlnné technice MCVT 1. Metoda konečných diferencí. Postup výpočtu rozložení potenciálu v kondenzátoru. Postup výpočtu rozložení vidů ve vlnovodu. 2. Metoda konečných prvků. Postup výpočtu rozložení potenciálu v kondenzátoru. Postup výpočtu rozložení vidů ve vlnovodu. 3. Porovnání analýzy jedno- a dvojrozměrných vlnovodů metodou konečných prvků. Postup ověření výpočtů v programu COMSOL Multiphysics. 4. Metoda konečných diferencí v časové oblasti. Postup modelování přechodných jevů ve vlnovodech. 5. Metoda konečných prvků v časové oblasti. Postup modelování přechodných jevů ve vlnovodech. 6. Momentová metoda v kmitočtové oblasti. Potenciálová formulace problému. Greenovy funkce. 7. Momentová analýza drátových antén v kmitočtové a v časové oblasti. 8. Momentová analýza planárních antén v kmitočtové oblasti. 9. Klasické optimalizační metody. Porovnání metody nejstrmějšího sestupu a Newtonovy metody. Optimalizační toolbox MATLABu. 10. Globální optimalizace. Genetické algoritmy. Metody roje částic. Multikriteriální formulace problému. Navrhování rádiových spojů MNRS 1. Typy rádiových spojů a jejich struktura. Kmitočtové plánování. Podmínky rádiového spojení v dílčích kmitočtových oblastech. 2. Šíření rádiových vln, výpočty intenzity pole, útlum překážek, digitální model terénu. 3. Pokrytí území signálem rozhlasových a TV vysílačů, pokrytí v rádiových sítích. 4. Vlastnosti troposféry a její vliv na rádiové spoje. 5. Mikrovlnné spoje, koncepce, profil terénu, úrovňový diagram, únik, spolehlivost spoje. 6. Radioreléové spoje a jejich návrh. Přenos digitálních signálů v radioreléových spojích, kvalitativní parametry radioreléového spoje. Typy rušení u radioreléových spojů. 7. Prostředky zlepšení odolnosti radioreléového spoje proti únikům, ekvalizace, diverzita. Aktivní a pasivní retranslace. 8. Rádiové sítě pozemní mobilní komunikace. Celulární sítě a kmitočtové plánování. Pokrytí území v terénu a zástavbě. Modely šíření vln vně a uvnitř budov. 9. Dálkové krátkovlnné spoje, pracovní kmitočty, intenzita pole, únik a spolehlivost. Návrh spoje. 10. Kontrola limitů záření v rádiových sítích, kontrola vyzařování ve vymezených sektorech, ozáření osob. 12

13 Aplikovaná elektronika a komunikace Mikrovlnná integrovaná technika MMIT 1. Hybridní mikrovlnné integrované obvody, parametry podložek a kovů, technologie. 2. Nesymetrické mikropáskové vedení, metody analýzy, hlavní elektrické parametry, efektivní šířka a efektivní permitivita, disperze, konstrukční modifikace. 3. Koplanární vlnovody a koplanární vedení, štěrbinové vedení a vázaná mikropásková vedení, jejich různé modifikace, základní parametry a metody analýzy a návrhu. 4. MIO se soustředěnými parametry induktory, kapacitory, rezistory, realizace a parametry na velmi vysokých kmitočtech. 5. Monolitické MIO (MMIO) užívané materiály, technologie, vlastnosti; problémy a základní postupy monolitické mikrovlnné integrace. 6. Rezonanční obvody v mikrovlnné integrované technice: mikropáskové a štěrbinové rezonátory, deskové a prstencové planární rezonátory, dielektrické rezonátory, rezonátory se soustředěnými parametry. 7. Směrové vazební členy (směrové odbočnice) parametry a typy mikropáskových odbočnic, odbočnice z dvojice vázaných vedení, Langeho širokopásmový vazební člen. 8. Hybridní mikropáskové směrové vazební členy, kruhový, čtvercový a kombinovaný směrový člen, jejich modifikace a zlepšování parametrů. 9. Planární děliče a sdružovače výkonu binární a sériový dělič (vlastnosti, typy, použití). 10. Mikropáskové přechody, buzení MIO: přechody koaxiální mikropáskové vedení, přechod koaxiální štěrbinové vedení, přechody mikropáskové vedení kovový vlnovod, přechody mikropáskové vedení koplanární vlnovod. Radiolokační a radionavigační systémy MRAR 1. Definice radiolokace, typy a základní parametry radiolokátorů, charakteristiky radiolokačních cílů. 2. Dosah radiolokátorů, antény radiolokátorů, vliv šíření elmag. vln na činnost radiolokátoru. 3. Signály v aktivní radiolokaci, vnitropulzní modulace, funkce neurčitosti. 4. Radiolokátory s impulzním a kontinuálním provozem, bloková zapojení, komponenty radarů. 5. Zpracování radarových signálů a zobrazování radiolokační informace, potlačení odezev od pevných cílů. 6. Pasivní radiolokace, metody, systémové požadavky. 7. Základní úkoly a prostředky navigace, navigační výpočty, geodetické souřadné soustavy. 8. Navigační prostředky pro řízení letového provozu. 9. Družicové navigační systémy, signály družicových navigačních systému a jejich generace a zpracování. 10. Koncepce družicových navigačních přijímačů, zpracování signálů, výpočet polohy, standardy pro přenos navigačních zpráv. 13

14 Softwarové rádio MSWR 1. Vektorová signálová analýza - blokové schéma a princip činnosti analyzátoru, možnosti analýz, parametr EVM 2. Koncept softwarového rádia a jeho omezení, architektury vysílačů a přijímačů (superheterodyn, homodyn, pásmové vzorkování) 3. Algoritmy FFT - radix 2 DIT/DIF, radix 4 (DIT), split radix (DIT), použití FFT/IFFT v SW rádiu 4. Hardwarové prostředky pro implementaci SW rádia - FPGA, DSP, GPP - výhody a nevýhody, reprezentace čísel, aritmetika v pevné řádové čárce, formát Qn 5. Základní stavební bloky softwarového rádia - klíčování, syntéza DDS, kvadraturní modulátordemodulátor, CORDIC algoritmus, komplexní obálka 6. Modulace a demodulace signálů (AM, FM, klíčovaných signálů), ekvalizace, číslicové filtry, filtry pro omezení mezisymbolových přeslechů, CIC filtry 7. Analýza spektra - parametrické (použití AR procesu, Yule-Walker metoda) a neparametrické metody (periodogram, Welchův periodogram) 8. Pásmové vzorkování, změna vzorkovacího kmitočtu - decimace a interpolace 9. Princip OFDM, adaptivní OFDM - waterfilling, greedy algoritmus, metoda roje částic 10. Princip kognitivního rádia, energetická detekce, testování hypotéz, dynamická alokace spektra 14