ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA M-ESTVe sloupci formy výuky udávají čísla počet hodin přednášek P, cvičení C, laboratoří L, počítačů PC a ostatních aktivit O v

wwwwww..uurreell..ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz uurreell@@ffeeeecc..vvuuttbbrr..cczz

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

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA – navazující magisterské studium

Periodická publikace Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně, řada 1/2011 © 2011

Elektronika a sdělovací technika

3

OBSAH

1 Charakteristika oboru .....................................................................................4

2 Profil a uplatnění absolventa oboru...................................................................4

3 Oborová rada M-EST ......................................................................................5

4 Zásady a pravidla studia .................................................................................5

5 Studijní obory navazující na M-EST...................................................................7

6 Studijní plány M-EST ......................................................................................8

Předměty povinné .........................................................................................8 Předměty volitelné oborové.............................................................................8 Předměty teoretické nadstavby........................................................................9 Předměty volitelné mimooborové .....................................................................9 Předměty volitelné všeobecně vzdělávací ........................................................10

7 Státní závěrečné zkoušky M-EST ..................................................................13

8 Použité zkratky pracovišť VUT v Brně ............................................................13

9 O ústavu radioelektroniky ...........................................................................14

10 Předměty UREL..........................................................................................14

Teorie elektronických obvodů (MTEO, LTEO)....................................................15 Teorie rádiové komunikace (MTRK, LTRK) .......................................................16 Směrové a družicové spoje (MSDS, LSDS) ......................................................17 Počítačové a komunikační sítě (MPKS, LPKS) ...................................................18 Antény a jejich aplikace (MASV, LASV) ...........................................................19 CAD v mikrovlnné technice (MCVT, LCVT) .......................................................20 Digitální televizní a rozhlasové systémy (MDTV, LDTV)......................................21 Fotonika a optické komunikace (MFOK, LFOK) .................................................22 Počítačové systémy a jejich aplikace (MPOA, LPOA)..........................................23 Radiolokační a radionavigační systémy (MRAR, LRAR).......................................24 Systémy mobilních komunikací (MSMK, LSMK) ................................................25 Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace (MMIA, LMIA)......................................26 Videotechnika a multimediální technika (MVDK, LVDK) .....................................27 Softwarové rádio (MSWR, LSWR)...................................................................28 Mikrovlnná integrovaná technika (MMIT, LMIT) ................................................29 Radioelektronická měření (MREM, LREM) .......................................................30 Programovatelné logické obvody (MPLD, LPLD)................................................31 Navrhování rádiových spojů (MNRS, LNRS) .....................................................32 Kvantová a laserová elektronika (MKVE, LKVE) ................................................33

Magisterské studium

4

1 Charakteristika oboru

Náš magisterský studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA (M-EST) se věnuje vzdělávání inženýrů zaměřených na elektroniku a její aplikace v oblasti bezdrátových a mobilních komunikacích. Obor zahrnuje nízkofrekvenční techniku, vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku a optoelektroniku, analogové signály a systémy, číslicové a mikroprocesorové systémy. Obor M-EST pokrývá nosné oblasti moderních komunikačních systémů a technologií a přirozenou formou navazuje na stejnojmenný bakalářský obor B-EST. Magisterský obor M-EST lze začít studovat po předchozím absolvování bakalářského studia.

Odbornou výuku v magisterském oboru M-EST zajišťuje především Ústav radioelektroniky (UREL). Nabídka volitelných předmětů a samostatných projektů 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 studenti doplňují studiem předmětů teoretické nadstavby z oblasti vyšší matematiky a fyziky. Pro rozšíření spektra svých vědomostí si student volí odborné předměty z ostatních magisterských oborů FEKT VUT v Brně, dále předměty jazykové a všeobecně vzdělávací.

2 Profil a uplatnění absolventa oboru

Absolventi magisterského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA mohou navrhovat, konstruovat, aplikačně využívat a měřit elektronické obvody a systémy. Aplikačně je studium zaměřeno na problematiku bezdrátových komunikací. Znalosti absolventa sahají od nízkofrekvenční přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku až po oblast optických vln, od analogových obvodů a systémů po číslicové obvody a mikroprocesorové systémy.

Absolvent má kvalifikaci pro radioelektroniku, rádiovou komunikaci a navigaci, pokročilou přístrojovou elektroniku, analýzu a zpracování multimediálních signálů a dat. Díky teoretickému základu a univerzální nástavbě aplikačně zaměřeného studia je zajištěna vysoká adaptabilita absolventa na požadavky praxe.

Absolventi magisterského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA se uplatní při výzkumu, vývoji, konstrukci a provozu elektronických zařízení, a to zejména v oblasti komunikačních a navigačních služeb, rozhlasových a televizních sítí.


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. Stanislav Hanus, CSc. Ústav radioelektroniky Prof. Ing. Pavel Jura, CSc. Ústav automatizace a měřicí techniky Prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc. Ústav radioelektroniky Prof. Ing. Lubomír Brančík, CSc. Ústav radioelektroniky Prof. Ing. Radimír Vrba, CSc. Ústav mikroelektroniky

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 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) 32 kreditů • za vypracování, odevzdání a obhájení diplomové práce 10 kreditů • ve volitelných oborových předmětech minimálně 46 kreditů • ve volitelných předmětech teoretické nadstavby minimálně 10 kreditů • ve volitelných mimooborových předmětech minimálně 10 kreditů • ve všeobecně vzdělávacích předmětech minimálně 10 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 semestrálních projektů) oboru M-EST absolvuje student podle studijního plánu uvedeného v této příručce. Nezakončí-li student úspěšně povinný předmět, musí si jej zapsat znovu v následujícím roce svého studia.

Volitelné oborové předměty profilují studenta do užších oblastí jeho zájmů. Tyto předměty si pro daný akademický rok volí student sám z aktuální nabídky oboru


6

M-EST. Při výběru volitelných oborových předmětů může student využít služeb studijního poradce, kterým v současné době je:

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. 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 předmět musí být matematický (zajišťovaný Ústavem matematiky FEKT). 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. Tyto předměty si student volí tak, aby do konce studia z nich získal alespoň minimální požadovaný počet kreditů. Pro výběr volitelných mimooborových předmětů platí stejné zásady jako u volitelných oborových předmětů. Výuku mimooborových předmětů student absolvuje společně se studenty daného oboru.

Volitelné všeobecně vzdělávací (VVV) předměty rozšiřují všeobecné znalosti studentů. Tyto předměty jsou rozděleny do dvou skupin:

• Skupina 91 obsahuje předmět angličtiny English for Life se zkratkou MEFL. Předmět je celoroční a po jeho úspěšném absolvování získá student 4 kredity. Každý student musí předmět MEFL absolvovat.

• Skupina 92 obsahuje celkem 20 předmětů ze tří oblastí. V první oblasti je 5 předmětů CISCO akademie. Ve druhé oblasti je 8 odborných předmětů vyučovaných v angličtině, jejichž výuku zajišťují finální ústavy. Pro obor M-EST doporučujeme předmět Advanced Radio Communication Systems (MARC). Třetí oblast sdružuje 7 předmětů ekonomického, právního a ekologického charakteru. Ze skupiny 92 musí student absolvovat minimálně 2 předměty, aby získal minimálně 10 kreditů za VVV předměty.

Předměty může student absolvovat v libovolném roce magisterského studia. Kromě uvedených VVV předmětů může student absolvovat i VVV předměty z celofakultní nabídky. Mezi tyto předměty patří např. Tělesná výchova (MTEL). Jejich absolvování však není vyžadováno pro úspěšné ukončení studovaného oboru. Tyto úspěšně absolvované předměty však mohou být uvedeny v tzv. Diploma Supplement Label.

Neabsolvuje-li student zapsaný volitelný oborový, mimooborový, všeobecně vzdělávací předmět či předmět teoretické nadstavby, může si jej v dalším akademickém roce zapsat znovu nebo si místo něj může zvolit předmět jiný.

V navazujícím magisterském studijním programu EEKR-M si nesmí student zapsat předmět, který již absolvoval v předchozím bakalářském studiu EEKR-B na FEKT VUT v Brně (zkratka předmětu se liší pouze prvním písmenem).


7

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 v následujících oborech 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. Bližší informace o všech oborech doktorského studia lze získat na děkanátu FEKT VUT v Brně.


8

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. formy výuy uk. ústav garant kr.

Teorie elektronických obvodů MTEO 26P-26L-26PC z, zk UREL Petržela 7

Teorie rádiové komunikace MTRK 39P-26PC z, zk UREL Maršálek 6

1. ročník, letní semestr

Směrové a družicové spoje 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

2. ročník, zimní semestr

Semestrální projekt 2 MM2E klz UREL Raida 5

2. ročník, letní semestr

Odborná praxe MXME 2 týdny z UREL Biolková 0

Diplomová práce MMSE z UREL Raida 10

Předměty volitelné oborové

zimní semestr zkr. výukové formy uk. ústav garant kr.

Antény a jejich aplikace MASV 26P-26L-26PC z, zk UREL Lukeš 7

CAD v mikrovlnné technice MCVT 39P-26PC klz UREL Raida 6

Digitální televizní a rozhlasové systémy

MDTV 39P-26L z, zk UREL Kratochvíl 6

Fotonika a optické komunikace MFOK 39P-13L z, zk UREL Dordová 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

letní semestr

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

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

Programovatelné logické obvody MPLD 26P-39PC z, zk UREL Kubíček 6

Navrhování rádiových spojů MNRS 52P-13PC z, zk UREL Láčík 6


9

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 Grmela 5

letní semestr

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

Předměty volitelné mimooborové

zimní semestr zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Analýza signálů a obrazů MASO 39P-26PC z, zk UBMI Jan 6

Počítačem podporovaná řešení … 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

letní semestr

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


10

Předměty volitelné všeobecně vzdělávací (VVV)

Ze skupiny 91 musí student absolvovat předmět MEFL, ze skupiny 92 musí absolvovat minimálně 2 předměty, aby získal minimálně 10 kreditů za VVV předměty.

skupina 91, ZS zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

English for Life MEFL 13P-13Cj z, zk UJAZ Dohnal 4

skupina 92, ZS zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Electromechanical Systems MEME 26P klz UVEE Ondrůšek 2

Microelectronics in English MMEN 26P klz UMEL Brzobohatý 2

Power Systems MPSY 26P klz UEEN Baxant 2

Embedded Systems for Industrial Control

MESI 26P klz UAMT Fiedler 2

CISCO akademie 1 - CCNA XCA1 26P-52L zk UTKO Komosný 3

CISCO akademie 3 - CCNP XCA3 26P-52L zk UTKO Jeřábek 3

CISCO akademie 5 - CCNP 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

skupina 92, LS zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Theory of Communication MTOC 26P klz UTKO Číž 2

Elements of Digital Signal and Image Processing

MEDS 26P klz UBMI Jan 2

Advanced Radio Communication Systems and Their Components

MARC 26P klz UREL Slanina 2

Properties and Production of Electrotechnic Materials

MPPM 26P klz UETE Jirák 2

CISCO akademie 2 - CCNA XCA2 26P-52L zk UTKO Šimek 3

CISCO akademie 4 - CCNP 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


11

Nezařazené, ZS zkr. roč. formy výuky uk. ústav garant kr.

Tělesná výchova XTEL 1,2 26C z CESA Lepková 0

Efektivní čtení odborných anglických textů

XARE 1,2 26Cj z, zk UJAZ Borecká 3

Angličtina pro Evropu XAEU 1,2 26Cj zk UJAZ Dohnal 3

Angličtina pro severní Ameriku

XASA 1,2 26Cj z, zk UJAZ Froehling 3

Angličtina konverzace XJA3 1,2 26Cj z, zk UJAZ Walek 3

Obecná angličtina pro středně pokročilé

MASP 1,2 26Cj z, zk UJAZ Sedláčel 3

Němčina pro začátečníky grundkurs i

XJN1 1,2 26Cj z, zk UJAZ Baumgartner 6

Němčina pro mírně pokročilé grundkurs ii


Němčina pro pokročilé fortgeschrittene i


Němčina nadstavbový kurs XJN5 1,2 26Cj z, zk UJAZ Baumgartner 6

Elektronické obvody a signály

MEOS 1,2 13P-13Cj z, zk UREL Sigmund 6

Elektronik in Deutsch MEID 1,2 26P z UREL Sigmund 2

Ruština pro začátečníky XJR1 1,2 26Cj z, zk UJAZ Baumgartnerová 6

Ruština pro mírně pokročilé XJR2 1,2 26Cj z, zk UJAZ Baumgartnerová 6

Španělština pro začátečníky XJS1 1,2 26Cj z, zk UJAZ Borecká 6

Španělština pro mírně pokročilé

XJS2 1,2 26Cj z, zk UJAZ Borecká 6

Základy francouzštiny MYFZ 1,2 26Cj z, zk UJAZ Baumgartnerová 6

Akademické jazykové dovednosti se zaměřením na elektroinženýrství a informatiku

XAJD 1,2 26Cj z, zk UJAZ Neuwirthová 3

Laboratorní didaktika XLAD 1,2 13P z UJAZ Jílek 0

MS Windows XP Professional XMW1 1 26P–26PC zk FIT Kurečka 5

MS Windows sítě XMW3 1,2 26P–26PC zk FIT Kurečka 5

Nezařazené, LS zkr. roč. formy výuky uk. ústav garant kr.

Tělesná výchova XTEL 1-3 26C z CESA Lepková 0

Efektivní čtení odborných anglických textů

XARE 1,2 26Cj z, zk UJAZ Borecká 3

Angličtina pro Evropu XAEU 1,2 26Cj zk UJAZ Dohnal 3

Angličtina pro severní Ameriku

XASA 1,2 26Cj z, zk UJAZ Froehling 3

Angličtina konverzace XJA3 1,2 26Cj z, zk UJAZ Walek 3

Obecná angličtina pro středně pokročilé

MASP 1,2 26Cj z, zk UJAZ Sedláčel 3

Akademické jazykové dovednosti se zaměřením na elektroinženýrství a informatiku

XAJD 1,2 26Cj z, zk UJAZ Neuwirthová 3


12

Laboratorní didaktika XLAD 1,2 13P z UJAZ Jílek 0

Bezpečná elektrotechnika MELB 2 26P zk UTEE Kaláb 2

MS Windows 2003 Server XMW2 1 26P–26PC zk FIT Kurečka 5

MS Windows ISA a SQL Server

XMW4 1,2 26P–26PC zk FIT Kurečka 5

Programování v .NET a C# XMW5 1,2 26P–26PC zk FIT Kurečka 5


13

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.

8 Použité zkratky pracovišť VUT v Brně

VUT Vysoké učení technické FEKT Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií FIT Fakulta informačních technologií UMAT Ústav matematiky UFYZ Ústav fyziky UTEE Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky UETE Ústav elektrotechnologie UEEN Ústav elektroenergetiky UVEE Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky UREL Ústav radioelektroniky UTKO Ústav telekomunikací UBMI Ústav biomedicínského inženýrství UAMT Ústav automatizace a měřicí techniky UMEL Ústav mikroelektroniky UJAZ Ústav jazyků CESA Centrum sportovních aktivit CEVAPO Centrum vzdělávání a poradenství USI Ústav soudního inženýrství ICV Institut celoživotního vzdělávání


14

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 10 profesorů, 5 docentů, 15 odborných asistentů a asistentů, přes 50 prezenčních doktorandů. 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 navrhování elektronických obvodů, TV techniky a videotechniky, vysokofrekvenční a mikrovlnné techniky, antén a teorie elektromagnetického pole, bezdrátových a mobilních komunikací a elektromagnetické kompatibility.

10 Předměty UREL (povinné podle semestrů, volitelné oborové řazeny abecedně)

Na dalších stranách jsou uvedeny podrobnější informace o povinných a volitelných předmětech, které studentům nabízí Ústav radioelektroniky.


15

Teorie elektronických obvodů (MTEO, LTEO)

Garant: Ing. Jiří Petržela, PhD. Ústav: UREL

přednášky laboratoře počítače ostatní Semestr: zimní Rozsah: hod/sem 26 26 26 0 Kredity: 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.


16

Teorie rádiové komunikace (MTRK, LTRK)

Garant: doc. Ing. Roman Maršálek, Ph.D. Ústav: UREL

přednášky laboratoře počítače ostatní Semestr: Zimní Rozsah: Hod/sem 39 0 26 0 Kredity: 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

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.

-1 .5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

real(s)

imag

(s)

Vector diagram EDGE-GSM, one burst


17

Směrové a družicové spoje (MSDS, LSDS)

Garant: prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc. Ústav: UREL

přednášky laboratoře počítače ostatní Semestr: letní Rozsah: hod/sem 52 12 14 0 Kredity: 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.


18

Počítačové a komunikační sítě (MPKS, LPKS)

Garant: prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka Ústav: UREL



• 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.


19

Antény a jejich aplikace (MASV, LASV)

Garant: Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D. Ústav: UREL


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.


20

CAD v mikrovlnné technice (MCVT, LCVT)

Garant: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida Ústav: UREL



• 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.


21

Digitální televizní a rozhlasové systémy (MDTV, LDTV)

Garant: doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D. Ústav: UREL


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.


22

Fotonika a optické komunikace (MFOK, LFOK)

Garant: Ing. Lucie Dordová, Ph.D. Ústav: UREL


Stručný obsah přednášek: • Definice pojmu fotonika, příbuzné obory, dějiny optiky a optických komunikací. • Základní fyzikální veličiny ve fotonice, polarizace, Jonesovy matice, EM mody. • Nelineární jevy v optice – Kerrův a Pockelsův jev, optické solitony. • Optické čočky, filtry, beamsplittery, zrcadla, difrakční mřížky. • Vlastnosti optických vláken, optovláknové zesilovače. • Zdroje optického záření – LED, laserová diody, lasery, fotodetektory PIN, APD. • Statistické a stacionární parametry optických systémů, energetická bilance. • Návrh optovláknového spoje, WDM, využití optických vláken. • Atmosférické přenosové prostředí, útlum, turbulence, refrakce, šumy. • Návrh optického bezkabelového spoje, útlum šířením, zesílení na přijímací čočce. • Koherentní a nekoherentní optické komunikace, topologie optických sítí. • Vícesegmentové vysílače a přijímače, hybridní systémy FSO/RF, UV rozptyl.

Témata laboratorních cvičení: • Počítačové řešení modů optického vlákna a návrh laserového kolimátoru. • Měření vlivu turbulence atmosféry na fluktuace intenzity záření laserového svazku. • Měření na modelu WDM. • Měření kvalitativních parametrů atmosférické optické linky. • Měření na modelu homodynního optického detektoru.

V rámci studia Fotoniky a optických komunikací se seznámíte s velmi perspektivní oblastí vědy a techniky.

Laboratoř optoelektroniky je vybavena špičkovými přístroji.


23

Počítačové systémy a jejich aplikace (MPOA, LPOA)

Garant: Ing. Zbyněk Fedra, Ph.D. Ústav: UREL


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.


24

Radiolokační a radionavigační systémy (MRAR, LRAR)

Garant: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D. Ústav: UREL


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.


25

Systémy mobilních komunikací (MSMK, LSMK)

Garant: Ing. Jan Prokopec, Ph.D. Ústav: UREL


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.


26

Mikrokontroléry pro přístrojové aplikace (MMIA, LMIA)

Garant: Ing. Zbyněk Fedra, Ph.D. Ústav: UREL



• 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.


27

Videotechnika a multimediální technika (MVDK, LVDK)

Garant: Ing. Martin Slanina, Ph.D. Ústav: UREL


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.


28

Softwarové rádio (MSWR, LSWR)

Garant: doc. Ing. Roman Maršálek, Ph.D. Ústav: UREL

přednášky laboratoře počítače ostatní Semestr: Letní Rozsah: hod/sem 26 0 52 0 Kredity: 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!).


29

Mikrovlnná integrovaná technika (MMIT, LMIT)

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.

Garant: Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D. Ústav: UREL



30

Radioelektronická měření (MREM, LREM)

Garant: Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D. Ústav: UREL


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.


31

Programovatelné logické obvody (MPLD, LPLD)

Garant: Ing. Michal Kubíček, Ph.D. Ústav: UREL


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.

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.

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

Pardubice)


32

Navrhování rádiových spojů

(MNRS, LNRS) Garant: Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D. Ústav: UREL


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.


33

Kvantová a laserová elektronika

(MKVE, LKVE) Garant: prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc. Ústav: UREL


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.


34

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

Documents

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA M-ESTVe sloupci formy výuky udávají čísla počet hodin přednášek P, cvičení C, laboratoří L, počítačů PC a ostatních aktivit O v