Soutěž diplomových a bakalářských prací 2009 - výsledky

1.-2.

Čapek, Miroslav
Abstrakt

Nástroj pro modální analýzu fraktálových patch antén
Diplomová práce shrnuje získané poznatky v oblasti fraktálních antén a optimalizace. V mnoha ohledech rozvádí závěry bakalářské práce. Text je tematicky rozdělen na několik částí, které reflektují na sebe navazující témata. Nejprve je věnována pozornost definici, generaci a zpracování IFS struktur. Jsou představeny postupy jak dynamicky vyhodnocovat obvod a obsah koláže v prostředí Matlab, věnujeme se i tzv. box-counting metodě. Pro vlastní modální řešení je využit dutinový model, výpočet provádí Comsol. Další pasáž reflektuje vývoj v oblasti optimalizace, je implementován a testován PSO algoritmus. Představen je nástroj na nastavení optimalizačních podmínek s cílem získat optimalizované IFS antény s ohledem na minimální rezonanční frekvenci. Exportovaná data z Comsolu využijeme pro výpočet vyzařovacího diagramu. Na závěr vybranou strukturu simulujeme v referenčním softwaru CST MWS. Naprostá většina aplikací je původní, jsou vytvářeny v prostředí Matlab s ohledem na modularitu a další rozvoj.

FEL, ČVUT
Praha

Skokan, Martin
Abstrakt

Kmitočtový konvertor
Tato diplomová práce se zabývá návrhem kmitočtového konvertoru s časovým multiplexem vysílaného a přijímaného signálu. Pro obousměrnou konverzi kmitočtu byla vybrána pásma 2400 – 2483,5 MHz a 9200 – 9975 MHz. Kmitočtový konvertor je také realizován s výjimkou lokálního oscilátoru v mikropáskové struktuře. Pomocí vektorového a spektrálního analyzátoru jsou pak ověřeny vlastnosti jednotlivých částí i celého konvertoru. Návrh a simulace byly vytvořeny v programu AWR Microwave Office a Zeland IE3D.

Vokáč, Matěj
Abstrakt

Phase Shifter Based on Varactor-Loaded Transmision Line
The following master's thesis describes the function principles, design and optimization of a phase shifter based on a varactor-loaded transmission line. The phase shifter consists of a microstrip transmission line that is periodically loaded with varactor diodes. Since electrical length of such a synthetic transmission line is a function of reverse bias voltage applied to the diodes, the phase of the signal passing through the line can be shifted according to the control voltage. In order to simulate the designed phase-shifter circuit accurately, a BB857 varactor-diode nonlinear model has been developed based on own measurements of the diode. The model is also used to analyze the large-signal behavior of the resulting circuit. The designed and subsequently fabricated phase shifter meets the objective of the maximum dierential phase shift of no less than 90° within a one-octave frequency band for the center frequency of 1 GHz.

Fabián, Josef
Abstrakt

Aktivní prvek zesilující elektromagnetickou vlnu
Tato práce se zabývá návrhem quazi-Yagi antény na substrátu s relativní permitivitou ε_r=10,2 a na středním kmitočtu f₀=3,5 GHz. Dále návrhem zesilovače, který bude vhodný pro realizace opakovače z navrhované quazi-Yagi antény. Práce je členěna do teoretické části, kde se stručně zabývám teorií antén a jejich parametry a základními parametry zesilovače. V další části je analyzována struktura samotné antény, je zrealizována a změněna. V pnědposlední části se zabývám vhodným výběrem tranzistorového zesilovače, jeho následnou realizací a měněním jeho vlastností. V poslední části je sestaven opakovač signálu, je zrealizován a jsou proměněny jeho parametry ve zvýšeném vlnovodu R32.

Koudelka, Vlastimil
Abstrakt

Neuronové sítě pro modelování EMC malých letadel
Tato práce se zabývá neuronovým modelováním elektromagnetického pole uvnitř trupu malého letadla, které je sestaveno z kompozitních dílů. První část je věnována úvodu do problematiky neuronových sítí a rozboru jejich využití v modelování EMC malých letadel.
Ve druhé části práce se věnujeme tvorbě jednoduchého EM modelu malého letadla. Model je tvořen dokonale vodivým obdélníkovým vlnovodem do jehož vnitřku vložíme dvě dielektrické přepážky představující kompozitní potah letounu. Vlnovod je zakončen bezodrazovou zátěží, čímž simulujeme volný prostor okolo letounu. Vlnovod budíme jak harmonickým signálem tak Gaussovým impulsem, čímž simulujeme dopad vertikálně polarizované elektromagnetické vlny z boku na trup letadla. S využitím numerické analýzy zkoumáme vliv elektrických parametrů vložených dielektrických přepážek na výslednou hodnotu intenzity pole ve třech bodech pozorování.
Výstupem numerických analýz je soubor diskrétních hodnot intenzity pole pro různé elektrické parametry dielektrických přepážek. Abychom mohli sledovat vliv dielektrických přepážek na spojitém intervalu, využíváme dobré aproximační schopnosti neuronových sítí a vícerozměrného kubického splajnu.
Poslední část práce je věnována návrhu neuronových struktur, které jsou na základě elektrických parametrů potahu letadla schopny odhadnout zda budou v bodech pozorování dodržena kritéria EMC. Na základě numerických analýz vytváříme trénovací a testovací množiny, na které trénujeme dva neuronové klasifikátory. Jako referenční metodu klasifikace volíme třídění podle nejbližšího souseda.

Špiller, Ondřej
Abstrakt

Měření EMI výkonových prvků obvodů řízení pohonů a jejich vliv na sdělovací a telekomunikační systémy
Tato diplomová práce se zabývá elektromagnetickým rušením elektrotechnických systémů a zařízení a otázkou vlivu elektromagnetického pole na lidské zdraví. práce obsahuje i výsledky a vyhodnocení měření výkonových prvků obvodu řízení pohonů v oblasti blízkého pole a jejich možný vliv na sdělovací a telekomunikační systémy.

Šnajdr, Miroslav
Abstrakt

Modelování V-A charakteristik struktur kov-izolant-kov
První část práce popisuje nelineární model voltampérových charakteristik velmi tenkého vodivého vlákna se zaměřením na to, jak jednotlivé parametry ovlivní výslednou voltamérovou charakteristiku. Druhá část práce je věnována nelineárnímu modelu voltampérových charakteristik souboru velmi tenkých vodivých vláken. Zde se podle zvolené statistiky souboru vláken uvažuje jejich postupné přerušování při dosažení maximální dovolené teploty.

1.

Vlasák, Václav
Abstrakt

UWB přijímač s přímou detekcí pulsů
V této práci je prezentován návrh UWB přijímače s přímou detekcí pulsů, tedy návrh jednotlivých bloků přijímače.
U vstupního monolitického zesilovače je vyrovnání zisku přes celé pásmo dosaženo pomocí „náklonového členu“, který je simulován v programu QUCS. Pásmová propust je řešena planární strukturou a následné zpracování pulsů pomocí tvarovače pulsů, obálkového detektoru, komparátoru a monostabilního klopného obvodu.

DFJP, Univerzita
Pardubice

Rybníček Michal
Abstrakt

Modulátor pro zdroj stejnosměrného napětí 3000 V
Práce popisuje návrh a konstrukci modulátoru stejnosměrného napětí až do 3000V pro Starkovu modulaci s obdélníkovým výstupním napětím při frekvencích 1-50kHz. Základní prvek tvoří halfbridge s moderními IGBT tranzistory. Návrh je soustředěn jak na elektronickou část, tak i na mechanické uspořádání a konstrukci přístroje. Funkce realizovaného modulátoru je doložena řadou měření. Pozornost je také věnována popisu mikrovlnného spektrometru, kde má být modulátor zapojen.

Tekverk, Daniel
Abstrakt

Zpracování digitálního videosignálu s využitím FPGA
Práce se zabývá návrhem a realizací systému, který umožňuje zpracovávat digitální videosignál v reálném čase. Nejprve je provedena volba základních parametrů systému, tj. rozlišení optického snímače, velikosti FPGA a datové propustnosti operační paměti. Dále je navržena celková architektura a jsou popsány jednotlivé funkční bloky. Jako výpočetní jednotka je použita dvojice FPGA Xilinx Spartan-3E s připojenou pamětí typu SRAM. Práce pokračuje popisem zapojení realizovaných modulů a bloků implementovaných do FPGA. Pro implementaci je zvolen návrh ve schématickém editoru a část pro komunikaci je napsána ve VHDL. Součástí návrhu je také software pro PC, kterému je věnována samostatná kapitola. V poslední části jsou zhodnoceny dosažené výsledky a je navržen směr dalšího možného vývoje.

Havelka, Michal
Abstrakt

Flíčková anténa s přepínatelnou polarizací
Bakalářská práce se zabývá rozborem základních typů planárních antén, metod jejich návrhu, optimalizací a modelováním v programu ANSOFT Designer. Důraz je kladen na návrh planárních antén s aperturovým buzením. Nejprve je popsán návrh flíčkové antény s jednoduchou štěrbinou, následuje návrh flíčkové antény s kruhovou štěrbinou. Obě antény jsou určeny pro pásmo 2,45 GHz.
Druhá část je věnována anténě s přepínatelnou polarizací. Pomocí tří PIN diod, napájených 3-V lithiovou baterií, je umožněno přepínat lineární (horizontální a vertikální) a kruhovou polarizaci (pravotočivou a levotočivou). Výsledky byly ověřeny experimentálním ověřením.

Svoboda, Libor
Abstrakt

Nízkošumový zesilovač pro pásmo 8,4 GHz
Tato práce se zabývá možnostmi návrhu a realizace nízkošumového mikrovlnného zesilovače pro pásmo X. V první části je tato problematika řešena na teoretické úrovni. Je tedy proveden podrobný rozbor mikropáskového vedení a obvodových možností mikropáskové struktury. Následují některá specifika mikropáskových filtrů a zmínka o hetrostrukturních mikrovlnných tranzistorech. Poslední kapitola teoretické části popisuje návrh malosignálového zesilovače se zaměřením na nízký šum. Druhá část, praktická, pak dokumentuje konkrétní postup návrhu dvoustupňového zesilovače s tranzistory HEMT s využitím návrhového a simulačního programu Ansoft Designer. Tato část, stejně jako celá bakalářská práce, je zakončena realizací zesilovače a analýzou jeho dosažených vlastností.

Lápčík, Josef
Abstrakt

Měření na vektorovém obvodovém analyzátoru
Bakalářská práce je zaměřena na použití vektorového obvodového analyzátoru pro měření činitele odrazu, přenosu a rozptylových parametrů. V práci jsou popsány hlavní části vektorového obvodového analyzátoru a princip analyzátoru s návazností na možné oblasti vzniku chyb. Dále jsou ukázány možnosti použití dnešních moderních vektorových obvodových analyzátorů v závislosti na jejich koncepci. Druhá část práce se zabývá návrhem filtrů a směrové odbočnice určených k proměření na analyzátoru. Je zde podrobně rozebrán návrh filtrů typu dolní propust, pásmová propust a čtvercové směrové odbočnice. Jsou přiloženy výsledky analýzy z programu Ansoft Designer a výsledky měření na vektorovém obvodovém analyzátoru. Poslední část práce je zaměřena na vytvoření aplikace v programovém prostředí Agilent VEE pro automatizované měření pomocí obvodového analyzátoru.

Knechtl, Libor
Abstrakt

Mezifrekvenční obvody pro širokopásmový radarový senzor
Hlavním úkolem práce je navrhnout a zhotovit mezifrekvenční obvody k širokopásmovému radarovému senzoru. Úkolem obvodů je zesílení signálu a odfiltrování užitečného pásma horní a dolní dopplerovské frekvence, dále natočením fáze a následným sečtením signálů získat pouze složky odpovídající dopplerovským posunům, vzniklých odrazem od pohybujícího se objektu.

Mik, Šimon
Abstrakt

Výpočet okamžitého kmitočtu
Bakalářská práce je zaměřena na použití vektorového obvodového analyzátoru pro měření činitele odrazu, přenosu a rozptylových parametrů. V práci jsou popsány hlavní části vektorového obvodového analyzátoru a princip analyzátoru s návazností na možné oblasti vzniku chyb. Dále jsou ukázány možnosti použití dnešních moderních vektorových obvodových analyzátorů v závislosti na jejich koncepci. Druhá část práce se zabývá návrhem filtrů a směrové odbočnice určených k proměření na analyzátoru. Je zde podrobně rozebrán návrh filtrů typu dolní propust, pásmová propust a čtvercové směrové odbočnice. Jsou přiloženy výsledky analýzy z programu Ansoft Designer a výsledky měření na vektorovém obvodovém analyzátoru. Poslední část práce je zaměřena na vytvoření aplikace v programovém prostředí Agilent VEE pro automatizované měření pomocí obvodového analyzátoru.

Jehličková, Lenka
Abstrakt

Měření relaxací gelových struktur technikami magnetické rezonance
Cílem bakalářské práce je změření relaxací gelových struktur technikami magnetické rezonance. V první části je podrobně popsána teorie potřebná k následnému měření. Je zde vysvětlen základní fyzikální princip NMR, zavedeny pojmy jako precese, Larmorova frekvence a RF pulzy. Zjednodušeně je uveden i samotný měřicí přístroj, jeho základní části a rozdělení z hlediska magnetických polí. Nejdůležitější částí je vysvětlení a pochopení relaxačních dějů, které při NMR nastávají. Jednotlivé sekvence, které se k jejich měření používají, jsou vysvětleny na metodě spin echo, jenž je stavebním kamenem všech dalších metod. Druhou částí je zpracování naměřených výsledků. Měření poklesu i spektra daných gelových vzorků je vyjádřeno v závislosti času T2 na době tuhnutí vzorku.

Režnar, Tomáš
Abstrakt

Malá anténa na bázi Sierpinského fraktálu
Předložená bakalářská práce je zaměřena na využití malých fraktálových antén v komunikační technice. Z různých typů fraktálů je pro návrh antény využit Sierpinského trojúhelník, který patří do skupiny iteračních funkčních systémů. Na základě tohoto fraktálu je navrhnut Sierpinského dipól. Práce obsahuje důležité části z teorie fraktálu - jejich vznik, rozdělení a vlastnosti. Při návrhu a konstrukci Sierpinského dipólu bylo užito programového prostředí MATLAB. Na základě výsledků z MATLABu byly zhotoveny vzorky antén, na nichž byly experimentálně změřeny jejich směrové charakteristiky. Výstupy tohoto měření, které bylo provedeno v bezodrazné komoře VTÚ PV ve Vyškově, jsou pro přehlednost zobrazeny v grafech a tabulkách v přílohové části. Dosažené výsledky jsou porovnány s teoretickými hodnotami.