6 ECTS credits
170 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 1004290BNR voor alle studenten in het 2e semester met een verdiepend bachelor niveau.
Vertrekkende van de zeer algemene Maxwell vergelijkingen wordt de brug gelegd naar de differentiaalvergelijkingen die de verdeling van het elektrisch veld in de ruimte bepalen.
Vervolgens wordt dan die vergelijking met eenvoudig te begrijpen functies wiskundig opgelost in diverse situaties die ofwel volledig overeenkomen met de werkelijke ingenieursproblematiek ofwel er een zeer goede benadering van zijn.
Deze oplossingen omvatten de propagatie van elektromagnetische golven in de vrije ruimte en in golfgeleiders zoal de coaxiale kabel, de rechthoekige golfpijp en de dielectrische geleiders. Ook wordt het dissipatief gedrag van de velden besproken aan de hand van het skin-effect.
Veel aandacht wordt besteed aan de theorie en de praktische toepassingen van de transmissielijnen. Dit omvat een hele reeks technieken die in de oefeningen en praktica verduidelijkt worden: de S-parameters, de reflectiecoefficienten, de VSWR, reflectometrie en single- en dubble-stub aanpassingstechnieken.
Energetische begrippen van de veldpropagatie in de vrije ruimte zoals de Stelling van Poynting leggen de basis van de antennetheorie en de propagatie van EM golven in de vrije ruimte om de vermogenbalans van een transmissie met radiogolven te kunnen berekenen.
Opsplitsing van de onderwerpen
Dit onderwijsonderdeel wordt enkel in het Nederlands onderwezen. Notas 'Elektromagnetisme' uitgegeven door de VUB.
C.T.A. JOHNK, Engineering Electromagnetic Field and Waves, Wiley 1988
-Algemene situering in de opleiding:
Dit onderwijs vormt een belangrijk deel van het ontwikkelen van vaardigheden in het vakgebied electromagnetisme. Deze track begint in de eerste Bachelor, wordt verder gezet in de tweede Bachelor en wordt in derde Bachelor specialiteit Electrotechniek verder gezet door dit vak.
Dit onderwijs dient als basis voor het aansluitend verplicht vak 'Hoogfrequent electronica en antennes' in de Master Electrotechniek en voor de keuzevakken 'CAE tools for the design of analog electronic circuits' en 'RF/Microwve design techniques: from datasheet to design'.
-Leerresultaten:
+ Gevorderde electromagnetische problemen analyseren en begrijpen.
Een analytische behandeling van de electromagnetische propagatie problemen toepassen, gebruiken en begrijpen. De nadruk wordt hierbij gelegd op het generisch karakter van deze oplossingstechniek om de studenten voor te bereiden op een aktieve assimilatie, d.w.z.dat de studenten deze ook zelf moeten kunnen oplossen.
+ Een ingenieursaanpak aanleren en toepassen voor hoogfrequentietechniek. Nadruk wordt gelegd op het verschil tussen een verdeeld en een gelokaliseerde aanpak.
+ Transmissielijngebonden technologien begrijpen, analyseren en toepassen. Dit omvat o.a.: de Smith Chart, Time Domain Reflectometrie (TDR) voor het lokaliseren van defecten.
+ Het begrijpen en bepalen van misaanpassingen (mismatches) door de interpretatie van staande golf patronen, het ontwerpen van Stub aanpassingen.
-eindtermen en examenvereisten:
+Voor het schriftelijk examen over oefeningen en practica kan de student:
Zelfstandig oefeningen oplossen die een gelijkaardige moeilijkheidsgraad hebben als wat werd gegeven tijdens de oefeningensessies.
De meetuitslagen van de practica kunnen verwerken, brgrijpen en interpreteren. Alle het studiemateriaal mag hierbij gebruikt worden
+Voor het mondeling theorie examen kan de student:
De Helmholtz vergelijking toepassen om de verdeling van het electrisch veld te bepalen bij al de configuraties die bestudeerd werden in het hoorcollege.
De bekomen veldverdeling kunnen commentarieren, zowel qua verdeling en richting in de ruimte als qua aanwezigheid van modes.
Modale propagatie begrijpen en de invloed van modale dispersieverschijnselen op de communicatieeigenschappen begrijpen en uitleggen.
Voor dit deel mag GEEN studiemateriaalgebruikt worden, behalve het formularium dat in de cursusnota's aanwezig is.
Deze cursus draagt bij tot volgende leerresultaten van de Bachelor in de Ingenieurswetenschappen:
De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen heeft een brede fundamentele kennis en begrip van
1. de wetenschappelijke principes en de methodologie van de exacte wetenschappen met inbegrip van de specificiteit van hun toepassingen in de ingenieurswetenschappen;
3. geïntegreerde ontwerpmethoden die inspelen op de behoeften van de gebruikers met de mogelijkheid om kennis en begrippen van andere technische disciplines toe te passen en te integreren in de eigen specialisatie;
4. fundamentele basismethoden en -theorieën om problemen of processen te schematiseren en te modelleren.
De Bachelor in de Ingenieurswetenschappen kan
5. ingenieurstechnische problemen definiëren, classificeren, formuleren en oplossen en de beperkingen identificeren en is in staat om de taken te formuleren en af te bakenen teneinde deze te onderwerpen aan een kritisch onderzoek en om de voorgestelde oplossingen voor hun duurzaamheid en maatschappelijke relevantie te controleren;
6. de resultaten van de analyse en de modellering opvolgen, interpreteren en toepassen met het doel om op gestage wijze verbeteringen te kunnen aanbrengen ;
10. op correcte wijze over de ontwerpresultaten rapporteren aan de hand van een technisch verslag of via een paper;
12. op een logische, abstracte en kritische wijze redeneren;
De Bachelor in Ingenieurswetenschappen heeft
16. een creatieve, probleemoplossende, resultaatgerichte en op bewijsvoering gesteunde houding die gericht is op innovatie;
17. een kritische houding ten aanzien van de eigen resultaten en die van de anderen;
18. de middelen verworven voor het verzamelen van kennis gericht naar het levenslang leren.
19. De Bachelor in Engineering Sciences heeft een meer geavanceerde fundamentele kennis en begrip van elektronica en informatie technologie van de component tot het systeem niveau en kan deze kennis toepassen om elementaire ingenieursvragen op te lossen.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Andere bepaalt 100% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Andere dient men volgende opdrachten af te werken:
1ste zittijd:
2de zittijd: idem
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: elektronica en informatietechnologie
Bachelor in de ingenieurswetenschappen: verkort traject elektronica en informatietechnologie na vooropleiding industriële wetenschappen
Bachelor in de fysica en de sterrenkunde: Standaard traject
Voorbereidingsprogramma Master of Science in de ingenieurswetenschappen: fotonica: Standaard traject
Voorbereidingsprogramma Master of Science in Photonics Engineering: Standaard traject (enkel aangeboden in het Engels)