Technische Universität Ilmenau

Schaltungen und Bausteine der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Schaltungen und Bausteine der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik im Studiengang Diplom Elektrotechnik und Informationstechnik 2017
Modulnummer200511
Prüfungsnummer2100846
FakultätFakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachgebietsnummer 2113 (Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik)
Modulverantwortliche(r)Prof. Dr. Matthias Hein
TurnusWintersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)105
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussmündliche Prüfungsleistung, 30 Minuten
Details zum Abschluss
Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SL
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Vorkenntnisse in Elektrotechnik 1 und 2, Hochfrequenztechnik 1 und 2, sowie Elektromagnetische Wellen sind wichtig, Vorkenntnisse in Elektronik empfehlenswert

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen
 

Die Studierenden besitzen
Grundkenntnisse der Festkörperelektronik und Schaltungstechnik und können sie in den Zusammenhang mit den Merkmalen aktiver und passiver
HF-Schaltungselemente stellen. Sie können diese Kenntnisse für
schaltungstechnische Anwendungen verwenden und haben sie vertieft. Sie  sind in der Lage spezifische Leistungsmerkmale
und Nutzungskriterien zu erfassen, können technologische Entwicklungen ermitteln und bewerten.
Praktische Übungen zum Mikrowellen-CAD führen die Erkenntnisse zusammen, so
dass die Studierenden konkrete schaltungstechnische Randbedingungen zu
beurteilen vermögen. Die Studierenden erkennen Zusammenhänge der Mikrowellenelektronik
mit Antennen, Funksystemen und der Nachrichtentechnik einerseits sowie der
Halbleiterelektronik und Nanotechnologie andererseits. Sie vermögen diese
Zusammenhänge anwendungsspezifisch zu bewerten.

Fachkompetenzen: Sie Studierenden kennen Natur- und
ingenieurwissenschaftliche Grundlagen, können sich mit der frühzeitigen Einbindung von
Entwicklungstendenzen auseinandersetzen und neueste Techniken und Methoden erläutern.

Methodenkompetenz: Die Studierenden können sich des Fachwissens und Dokumentation von
Arbeitsergebnissen systematisch erschließen und es nutzen. Sie sind mit computer-gestützte Entwurfs- und Simulationsverfahren vertraut.

Systemkompetenzen: Die Studierenden verstehen die Arbeitsweise von Schaltungen sowie Randbedingungen ihrer Funktion und
die rechnergestützte Simulation. Sie wenden fachübergreifendes, systemorientiertes Denken an.

Sozialkompetenzen: Die Studierenden sind zur aktiven Kommunikation, Teamwork befähigt. Sie sind in der Lage, ihre Ergebnisse zu präsentieren, können gesellschaftliche Bedürfnisse erkennen und analysieren und somit Schnittstellen technischer Problemstellungen zur Gesellschaft herstellen.

Inhalt

1. Einführung: Bedeutung und Zielsetzung, Übersicht über Bauelemente und jüngere Entwicklungen

2. Schaltungen der HF- und Mikrowellentechnik: Beschreibung von Zweitoren durch S-Parameter

3. Transistoren: Bipolare Transistoren, Feldeffekt-Transistoren, Transistor-Schaltungen

4. Varaktoren: PN- und MIS-Dioden

5. Varistoren: Schottky-Dioden, PIN-Dioden

6. Mikro-Elektromechanische Systeme (MEMS): Aufbau, Eigenschaften, Anwendungsbereiche

7. Aktive Zweitorbauelemente: Tunneldioden, Lawinen-Laufzeit (IMPATT) Dioden, Elektronentransfer (Gunn) - Elemente

8. Vakuumelektronische Bauelemente (Röhren): Dichtegesteuerte Elektronenröhren, Klystrons, Wanderfeldröhre, Magnetron, Karzinotron, Lauffeldröhren

Vorlesungsbegleitend: Praktische Übungen am PC zur Schaltungssimulation mit Keysight ADS: Lineare Modellierung im Frequenzbereich, Layoutgenerierung, Schaltungsoptimierung, nichtlineare Analyse (Harmonic Balance), Transientenanalyse im Zeitbereich, Feldsimulation von Patchantennen mit der Momentenmethode

Medienformen

Animierte Beamer-Präsentation, interaktive Entwicklung der Inhalte, Tafel als ergänzendes Medium

Illustrationen zur Vorlesung (in elek­tronischer Form verfügbar)

Hinweise und Aufgabensammlung zur persönlichen Vertiefung

Identifikation vorlesungsübergreifender Zusammenhänge

Online-Dokumentation zu Keysight ADS

Literatur

Lehr- und Spezialbücher

O. Zinke, H. Brunswig, "Hochfrequenztechnik 2", Springer, 1999.

H.J. Michel, "Zweitoranalyse mit Leistungswellen", Teubner Studienbücher Elektrotechnik, 1981.

H.G. Unger, W. Harth, "Hochfrequenz-Halbleiterelektronik", S. Hirzel Verlag Stuttgart, 1972.

Meinke-Gundlach, "Taschenbuch der Hochfrequenztechnik", Springer,1992.

F. Schwierz, J.J. Liou, "Modern Microwave Transistors", Wiley, 2003.

Tutorial und Produktdokumentation Keysight ADS

Weitere Quellenangaben zu aktuellen Vorlesungsskripten und hilfreichen Internet-Verknüpfungen werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

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