Mikrovlnná technika a měření

Kdo jsme?logo MMG_export_stroke_big_0.png

Jsme výzkumný tým zabývající se mikrovlnným měřením, návrhem a výrobou vysokofrekvenčních obvodů a systémů. Naše práce pokrývá široké spektrum mikrovlnné oblasti od teoretických oblastí kalibračně-korekčních metod až po komplexní návrhy a měření rozsáhlých mikrovlnných systémů.

Karel Hoffmannkarel_0.jpg

  • Je vedoucím týmu “Mikrovlnná měření.” Věnuje se výuce předmětů A0M17MMS - Mikrovlnné měřicí systémy, A2M17MOS - Mikrovlnné obvody a subsystémy a A2B17VFM - Vysokofrekvenční měření.
  • Na katedře elektromagnetického koordinuje aktivity související zejména s mikrovlnným měřením a vývojem planárních mikrovlnných zařízení. Mezi jeho hlavní aktivity patří návrh aktivních i pasivních mikrovlnných integrovaných obvodů, precizní mikrovlnná měření a modelování mikrovlnných komponent.

Přemysl Hudecpremek_0.jpg

  • Mezi jeho hlavní aktivity patří návrh systémů pro aktivní radarovou ochranu vozidel a objektů, precizní mikrovlnná měření a návrh integrovaných mikrovlnných obvodů a systémů.
  • Věnuje se výuce předmětů A0M17MMS - Mikrovlnné měřicí systémy, A2M17MOS - Mikrovlnné obvody, A2M17CAD - CAD a mikrovlnné obvody a subsystémy a A2B17VFM - Vysokofrekvenční měření.

Zbyněk Škvorzbynek_0.jpg

  • Mezi jeho hlavní aktivity patří návrh aktivních i pasivních mikrovlnných integrovaných obvodů, precizní mikrovlnná měření a modelování mikrovlnných komponent.
  • Věnuje se výuce předmětů A2M17CAD - CAD a mikrovlnné obvody a subsystémy, A4B17EAM - Elektřina a magnetismus, A2M17PMP - Počítačové modelování polí a A2B17EPV - Elektromagnetické pole, vlny a vedení.

Viktor Adleradler_gs_0.jpg

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Mezi jeho hlavní aktivity patří interferometrické měřící metody a vyhodnocování nejistot měření. Dalším zájmem jsou precizní mikrovlnná měření a návrh mikrovlnných obvodů a systémů.

Martin Haase

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Mezi jeho hlavní aktivity patří výzkum v oblasti měření extrémních impedancí, který zahrnuje simulace komplexních struktur v elektromagnetických simulátorech pole, jako je například CST a HFSS. Mezi jeho další aktivity patří návrh pasivních a aktivních mikrovlnných obvodů. Dále se zajímá o precizní mikrovlnná měření, numerické metody pro řešení elektromagnetického pole (např. FEM) a vyhodnocování nejistot měření. 

Petr Ouředník

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Mezi jeho hlavní aktivity patří výzkum a vývoj radarových senzorů pro rychle letící cíle, zejména pro aktivní obranu vozidel. Mezi jeho další zájmy patří výzkum v oblasti in-system mikrovlnných měřících metod a návrh mikrovlnných obvodů a systémů. 

Vojtěch Jeníkjenik_0.jpg

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Mezi jeho hlavní aktivity patří návrh a vylepšování systému pro aktivní radarovou ochranu vozidel a objektů. Dalším zájmem jsou precizní mikrovlnná měření a návrh mikrovlnných obvodů a systémů.

Filip Kozákkozak_gs_0.jpg

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Jeho hlavním zájmem je simulace elektromagnetického pole kolem pohybujícího se objektu, dále se zabývá návrhem systémů pro aktivní radarovou ochranu vozidel a objektů a mikrovlnným měřením.

Ondřej Morávekmoravek_1.jpg

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Zabývá se zejména modelováním komplexních mikrovlnných struktur v CST a HFSS. Mezi jeho další aktivity patří návrh aktivních i pasivních mikrovlnných integrovaných obvodů a precizní mikrovlnná měření.

Milan Příhodaprihoda_0.jpg

  • Je studentem doktorského studia na katedře elektromagnetického pole.
  • Zabývá se návrhem a modelováním struktur a obvodů pro mikrovlnnou interferometrii a interferometrická měření. Mezi jeho další aktivity patří návrh aktivních i pasivních mikrovlnných integrovaných obvodů

Jakým výzkumem se zabýváme

Věnujeme se aplikacím a výzkumu zejména v oblasti vysokofrekvenčních měření a návrhu různých mikrovlnných obvodů. V našem týmu navrhujeme také mikrovlnné systémy pro široké spektrum účelů. Cílem je konkurenceschopný výzkum v oblasti vysokých frekvencí a vývoj nových moderních měřicích technik. Naším dalším zaměřením jsou také počítačové simulace mikrovlnných struktur v pokročilých 3D simulátorech elektromagnetického pole (CST Microwave Studio a ANSOFT HFSS) a následné uplatnění těchto výsledků při návrhu skutečných obvodů nebo precizních měřicích komponent. Naším záměrem je také návrh aktivní radarové ochrany budov a vozidel.

Fotografie vybraných realizací a dalších komponent

Navržené pasivní a aktivní mikrovlnné součástky a komponenty

mmg_1.jpg mmg_2.jpg mmg_3.jpg mmg_4.jpg

Southwest Microwave endlaunch Avago VMMK-1225 testboard Hittite HMC635 H-vlnovod

Výsledky spolupráce s externími pracovišti

mmg_7.jpg mmg_8.jpg

mmg_9.jpg mmg_10.jpg mmg_11.jpg

Vybavení měřicích pracovišť

Testovací držák pro měření planárních součástek mmg_13.jpg Rohde&Schwarz ZVA67 Agilent E8634A

Simulace mikrovlnných struktur v pokročilých 3D simulátorech el-mag. pole.

mmg_16.jpg mmg_17.jpg 

K čemu to je?

Výsledky naší práce vedou k návrhu nových nebo zdokonalení současných měřících metod, obvodů a celých měřících systémů v oblasti vysokých frekvencí. Vývoj v oblasti měřící techniky nachází uplatnění při zkoumání přesných vlastností moderních tranzistorů, součástek a materiálů v oblasti velmi vysokých frekvencí. Současně s vývojem a zdokonalováním měřících metod je možné navrhovat nové typy aktivních i pasivních obvodů v pásmu velmi vysokých frekvencí. Naše práce se nachází uplatnění v průmyslu a to nejen  v oblasti výroby vysokofrekvenčních elektrických součástek, ale také pro přesné a bezkontaktní měření vzdáleností. Naše spolupráce s průmyslem zahrnuje také vývoj systému pro aktivní balistickou ochranu vozidel a objektů.

Na čem konkrétně pracujeme

  • Měření extrémních impedancí (V mikrovlnném pásmu pomocí VNA)
  • Přesné měření vzdáleností a tlouštěk
  • Precizní vektorové měření v otevřených planárních strukturách
  • Mikrovlnná interferometrická měření
  • Systém pro aktivní radarovou ochranu vozidel a objektů
  • Modelování a elektromagnetické simulace tranzistorových pouzder
  • Multimódové planární struktury
  • Kalibrační a korekční metody pro vektorová měření

Kdo financuje náš výzkum

  • MSM6840770015 - Výzkum metod a systémů pro měření fyzikálních veličin a zpracování naměřených dat (2005-2011, MSM)

S kým spolupracujeme?

Vybrané publikace

  • [1] Hoffmann,K., Sokol,V.; Škvor,Z.; “Arbitrary Q-Factor Dielectric Resonator”, Radioengineering, December 2001, vol. 10, no. 4, pp. 21-23. (pdf)
  • [2] Hoffmann,K., Vajtr,J.; “Solenoid above Ground Plane - Equivalent Circuit”, Radioengineering, December 2001, vol. 10, no. 4, pp. 17-20. (pdf)
  • [3] Sokol,V., Hoffmann,K., Vajtr,J.; “Noise Figure Measurement of Highly Mismatched DUT”, Radioengineering, September 2003, vol. 12, no. 3, pp. 13-15. (pdf)
  • [4] Sokol,V., Černý,P., Hoffmann,K., Škvor,Z.; “Assembly Influence on the Small-Signal Parameters of a Packaged Transistor”, Radioengineering, December 2005, vol. 14, no. 4, pp. 75-80. (pdf)
  • [5] Závodný,V., Hoffmann,K., Škvor,Z.; “Seven State PTP for Vector Network Analyzer”, Radioengineering, December 2005, vol. 14, no. 4, pp. 87-90. (pdf)
  • [6] Hudec,P., Polívka,M., Pechač,P.; “Microwave System for the Detection and Localization of Mobile Phones in Large Buildings”, Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol.53, no.6, pp. 2235- 2239, June 2005. (IEEEXplore)
  • [7] Zela,J., Hoffmann,K., Hudec,P.; “Errors in Measurement of Microwave Interferograms Using Antenna Matrix”, Radioengineering, Semptember 2008, vol. 17, no. 3, pp. 25-32. (pdf)
  • [8] Polívka,M., Švanda,M., Hudec,P., Zvánovec,S.; “UHF RF Identification of People in Indoor and Open Areas”, Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol.57, no.5, pp. 1341-1347, May 2009. (IEEEXplore)
  • [9] Randus,M., Hoffmann,K.; “A Method for Direct Impedance Measurement in Microwave and Millimeter-Wave Bands”, Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol.59, no.8, pp. 2123-2130, Aug. 2011. (IEEEXplore)
  • [10] Randus,M., Hoffmann,K.; “Microwave Impedance Measurement for Nanoelectronics”, Radioengineering, March 2011, vol. 20, no. 1, pp. 276-283. (pdf)
  • [11] Morávek,O., Hoffmann,K.; "Improvement to Load-pull Technique for Design of Large-signal Amplifier in K Band", Radioengineering, December 2011, vol. 20, no. 4, pp. 828-831. (pdf)
  • [12] Morávek,O.; Hoffmann,K.; "Measurement and Simulation of Coaxial to Microstrip Tansitions' Radiation Properties and Sbstrate Influence", Radioengineering, June 2012, vol. 21, no. 2, p. 568-572. (pdf)
  • [13] Morávek,O.; Hoffmann,K., "Radiation properties of Coaxial-to-coplanar transitions in K band", In: Electronics Letters. 2012, vol. 48, no. 16, p. 1003-1004. (IEEEXplore)
  • [14] Příhoda, M.; Hoffmann, K., "Novel Multimode Planar Absorbing Structure," IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2013, vol. 23, no. 1, p. 7-9. ISSN 1531-1309. (IEEEXplore)
  • [15] Příhoda, M.; Hoffmann, K., "Self-calibrating evaluation method for microwave interferometry measurements," Electronics Letters. 2013, vol. 49, no. 49(5), p. 356-358. ISSN 0013-5194. (IEEEXplore)
  • [16] Moravek, O.; Hoffmann, K.; Polivka, M.; Jelinek, L., "Precise Measurement Using Coaxial-to-Microstrip Transition Through Radiation Suppression," Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on , vol. 61, no. 8, pp. 2956 - 2965. (IEEEXplore)
  • [17] Adler, V.; Hoffmann, K., "Six-Port Spatial Electromagnetic Wave Measurement," Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, December 2014, vol. 62, no. 12, pp 3161 - 3171. (IEEEXplore)
  • [18] Haase, M.; Hoffmann, K.; Hudec, P., "General Method for Characterization of Power-Line EMI/RFI Filters Based on S-Parameter Evaluation," October 2016, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 58, no. 5, pp. 1465 - 1474. (IEEEXplore)