Antény, EMC a modelování EM polí

► TÝM        ► VÝZKUM        ► PROJEKTY        ► PARTNEŘI        ► PUBLIKACE        ► KONTAKT

► KDO JSME

Zaměřujeme se na návrh a vývoj široké škály typů antén a anténních řad pro různé účely: drátové, mikropáskové, fraktální, trychtýřové, spirálové, RFID, UWB, speciální napaječe pro reflektorové systémy. Moderní vývoj antén a mikrovlnných obvodů není možné provádět bez sofistikovaných návrhových nástrojů, jako jsou simulátory EM pole. Používáme IE3D, AWR Microwave Office, CST Microwave Studio a FEKO. Avšak vedle využívání komerčních simulátorů jsme vyvinuli řadu vlastních kódů v MATLABu pro práci s charakteristickými módy, ortogonálními metodami, uloženými energiemi v EM poli a činitelem jakosti antén. Prototypy antén vyrábíme buď sami, nebo je vyrábí třetí strany. Vlastníme laboratoř fotoleptací technologie, anténní bezodrazovou komoru se standardním měřicím zařízením (NSA) pro frekvenční rozsah 100 MHz – 40 GHz a ve vybraných frekvenčních pásmech až do 110 GHz. V oblasti EMC se specializujeme na účinnost stínění bezodrazových komor, zejména “malých” komor (s rozměry menšími než 2 m). Další naší činností je měření elektromagnetické odolnosti. Postavili jsme nízkofrekvenční bezodrazovou komoru s feritovými absorbéry pro frekvenční rozsah 50 MHz – 1 GHz. Tým se také zabývá výzkumem a vývojem senzorů RFID a mikrovlnné radiometrie.

Kontakt
Katedra elektromagnetického pole, FEL, České vysoké učení technické v Praze
Technická 2, 166 27 Praha 6, Česká republika
Prof. Miloš Mazánek,
, +420 224 352 282

► TÝM

mazanek Miloš Mazánek

• koordinace výzkumných aktivit týmu
• radiometrie
• EMC

hazdra Pavel Hazdra

• teorie antén
• elektricky malé antény
• teorie charakteristických módů a činitel jakosti
• napaječe pro reflektorové antény

polivka_0.jpg Milan Polívka

• bezčipové RFID transpondéry
• nositelné nízkoprofilové UHF RFID antény
• electricky malé vícepásmové planární antény
• umělé EM povrchy

korinek_0.jpg Tomáš Kořínek

• elektromagnetická kompatibilita (EMC)
• návrh a přesná měření antén a mikrovlnných komponent

svanda_0.jpg Milan Švanda

• antény vhodné pro umístění na těle
• bezčipové i standardní RFID systémy
• spojení RFID a senzorů
• speciální konstrukce planárních antén

kabourek Václav Kabourek

• anténní a RCS měření
• UWB komunikace
• mikrovlnné radarové systémy

machac Jan Macháč

• modelování planárních pasivních komponent
• periodické struktury
• metamateriály
• teorie elektromagnetického pole

Jan Kraček

• teorie elektromagnetického pole
• anténní řady
• bezdrátový přenos výkonu
• RFID

foto_capek_0.jpg Miloslav Čapek

• teorie elektromagnetického pole
• elektricky malé antény
• teorie charakteristických módů, energie a činitel jakosti
• kódy v MATLABu (optimalizace, MoM)

foto_hradecky.jpg Zdeněk Hradecký

• extrémně širokopásmové antény
• EMC and mikrovlnná měření

► EXTERNÍ SPOLUPRACOVNÍCI

Petr Černý
• emisní spektroskopie FTMW v mikrovlnném frekvenčním pásmu
• CW radarové senzory s DS-SS modulací
• UWB systémy

Petr Piksa
• elektromagnetická kompatibilita (EMC)
• návrh a přesné měření antén a mikrovlnných komponent

Alois Holub
• planární antény a jejich návrh ve specializovaném softwaru

Hynek Bártík
• přesná měření antén, EMC a mikrovlnná měření
• hygienický výpočet elektromagnetického pole
• kódy v Delphi

Rastislav Galuščák
• zářiče pro reflektorové systémy, zejména pro komunikaci EME (Země-Měsíc-Země)

Tomáš Lonský
• teorie a návrh anténních řad

► VÝZKUM

Antény a senzory

  • Návrh tištěných (mikropáskových) antén podle specifických požadavků (vícepásmové, širokopásmové, se zvýšeným ziskem atd.), optimalizace (genetické a evoluční algoritmy, PSO)
  • Studium nových typů antén (kolineární řady, antény s fraktální geometrií, elektricky malé antény)
  • Nízkoprofilové tagy a bezčipové RFID senzory pracující v komplexním prostředí
  • Širokopásmové trychtýřové antény s duální polarizací H/V, RHC/LHC
  • Primární napaječe se speciálními nízkošumovými a polarizačními vlastnostmi, “septum” polarizátory

  

Algoritmy v MATLABu pro modelování a optimalizaci antén

  • Generátor planárních fraktálních struktur IFS Maker
  • Analyzátor charakteristických módů pro 3D RWG struktury, výpočet činitele jakosti, vyzařovací účinnosti, optimalizace parametrů antény na základě charakteristických módů a MoM
  • Vyhodnocení šumové teploty antény pro nízkošumovou vesmírnou komunikaci

Anténní měření a EMC

  • Měření parametrů antén v bezodrazové komoře (systém NSA)
  • Simulace a měření účinnosti stínění
  • Elektromagnetická odolnost (EMI)

 

► K ČEMU JE TO DOBRÉ

Anténa je klíčovým prvkem bezdrátového komunikačního řetězce, který slouží jako transformátor mezi vedenými a vyzařovanými vlnami. Zjednodušeně řečeno, anténa je speciální prostorový frekvenční filtr nezbytný pro účinný bezdrátový přenos elektromagnetické energie. Důležitým aspektem tohoto přenosu je odolnost proti nežádoucímu elektromagnetickému rušení. V nižších frekvenčních pásmech hrají podobnou roli indukční nebo kapacitní prvky, tj. cívky nebo elektrody, které se používají např. pro bezdrátový přenos energie.

► PROJEKTY

  • Anténní řady s kvantizovaným řízením | GA20-02046S
  • Výzkum a vývoj nové generace samonosného stroje na výrobu cívek | FV30091
  • Analýza nejistot měřením TEMPEST pro zařízení NÚKIB | NÚKIB 201704
  • Bezdrátové snímání fyzikálních veličin v komplexním prostředí | GA17-02760S
  • Komplexní elektromagnetické struktury a nanostruktury | GA17-00607S
  • Vzdálené snímání malých odražečů pomocí elektromagnetických vln | GA15-08803S
  • Bezdrátový přenos energie pro udržitelnou elektroniku | IC1301 WiPE | národní projekt: Struktury a obvody pro bezdrátový přenos energie | LD14122
  • Výzkum umělých elektromagnetických materiálů a metamateriálů pomocí aplikovaných numerických a zobrazovacích metod | GA13-09086S
  • Analýza a vícekriteriální optimalizace kompaktních vyzařujících struktur na základě modálního rozkladu | GAP102/12/2223
  • Elektromagnetické vlastnosti vyzařujících struktur a umělých stínicích povrchů v blízkosti lidského těla | GPP102/12/P863
  • Všestranné, integrované a signálově orientované technologie pro antény | IC1102 VISTA | národní projekt: Pokročilé modelování a technologie pro antény a senzory | LD12055 AMTAS
  • Koordinace výzkumu antén v Evropě | CARE
  • Výzkum metamateriálů a mikrovlnných struktur pomocí šumové spektroskopie a magnetické rezonance | GA102/09/0314
  • Vliv fyzické vrstvy a přenosového prostředí na UWB komunikaci a systémy | GP102/09/P536
  • RF/Mikrovlnné komunikační subsystémy pro nové bezdrátové technologie | IC0803 RFCSET | národní projekt: Nové vznikající bezdrátové systémy | OC09075 NEWS
  • Umělé elektromagnetické struktury pro miniaturizaci vysokofrekvenčních a mikrovlnných vyzařovacích a obvodových prvků | GA102/08/1282
  • Anténní systémy a senzory pro technologie informační společnosti | IC0603 ASSIST) | národní projekt: Antenní systémy a senzory se speciálními vlastnostmi | OC08018
  • Modelování a simulace polí | GD102/08/H018
  • Metamateriály, nanostruktury a jejich aplikace | GA102/06/1106
  • Vývoj technologie pro měření malých stínicích komor | ST20062006010
  • Anténní centrum excelence | ACE
  • Centrum kvazioptických systémů a terahertzové spektroskopie | LC06071 KVASTES

► PARTNEŘI

► PUBLIKACE

Časopisecké publikace

2021–2025

2016–2020

2011–2015

  • M. Švanda, M. Polívka, Matching technique for an on-body low-profile coupled-patches UHF RFID tag and for sensor antennas, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 5, pp. 2295-2301, 2015.
  • M. Polívka, M. Švanda, Stepped impedance coupled-patches tag antenna for platform-tolerant UHF RFID applications, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 9, pp. 3791-3797, 2015.
  • L. Jelínek, M. Čapek, P. Hazdra, J. Eichler, An analytical evaluation of the quality factor Qz for dominant spherical modes, IET Microwaves, Antennas & Propagation, vol. 9, no. 10, pp. 1096-1103, 2015.
  • P. Dvořák, M. Mazánek, S. Zvánovec, Fire emissivity detection by a microwave radiometer, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 12, no. 11, pp. 2306-2310, 2015.
  • M. Čapek, L. Jelínek, P. Hazdra, On the functional relation between quality factor and fractional bandwidth, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 6, pp. 2787-2790, 2015.
  • M. Čapek, J. Eichler, P. Hazdra, Evaluating radiation efficiency from characteristic currents, IET Microwaves, Antennas & Propagation, vol. 9, no. 1, pp. 10-15, 2015.
  • M. Švanda, M. Polívka, Small-size wearable high-efficiency tag antenna for UHF RFID of people, International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2014, no. 2014, art. no. 509768, pp. 1-5, 2014.
  • M. Švanda, M. Polívka, Illustration of the impedance behaviour of extremely low profile coupled shorted-patches antennas for UHF RFID of people, International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2014, no. 2014, art. no. 712790, pp. 1-10, 2014.
  • P. Hazdra, M. Čapek, J. Eichler, M. Mazánek, The radiation Q-factor of a horizontal λ/2 dipole above ground plane, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, art. no. 1, pp. 1073-1075, 2014.
  • J. Eichler, P. Hazdra, M. Čapek, Aspects of mesh generation for characteristic-mode analysis, IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 56, no. 3, pp. 172-183, 2014.
  • M. Čapek, L. Jelínek, P. Hazdra, J. Eichler, The measurable Q factor and observable energies of radiating structures, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 62, no. 1, pp. 311-318, 2014.
  • P. Piksa, S. Zvánovec, P. Černý, Elliptic and hyperbolic dielectric lens antennas in mm-waves, Radioengineering, vol. 20, no. 1, pp. 270-275, 2011.
  • P. Hazdra, M. Čapek, J. Eichler, Radiation Q-factors of thin-wire dipole arrangements, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 10, pp. 556-560, 2011.
  • M. Čapek, P. Hazdra, P. Hamouz, M. Mazánek, Software tools for efficient generation, modeling and optimisation of fractal radiating structures, IET Microwaves, Antennas & Propagation, vol. 5, no. 8, pp. 1002-1007, 2011.

2006–2010

  • M. Švanda, M. Polívka, Horizontal five-arm folded dipole over metal screening plane for UHF RFID of dielectric objects, Microwave and Optical Technology Letters, vol. 52, no. 10, pp. 2291-2294, 2010.
  • M. Švanda, M. Polívka, Two novel extremely low-profile slot-coupled two-element patch antennas for UHF RFID of people, Microwave and Optical Technology Letters, vol. 52, no. 2, pp. 249-252, 2010.
  • J. Kraček, M. Mazánek, Possibilities of wireless power supply, International Journal of Microwave and Wireless Technologies, vol. 2, no. 2, pp. 153-157, 2010.
  • M. Polívka, M. Švanda, P. Hudec, S. Zvánovec, UHF radiofrequency identification of people in indoor and open areas, Transaction on Microwave Theory and Technique, Special Issue on Hardware and Integration Challenges of RFID’s, vol. 57, no. 5, pp. 1341-1347, 2009.
  • A. Holub, M. Polívka, Vertically meander-folded, shorted-patch antennas, Microwave and Optical Technology Letters, vol. 51, no. 12, pp. 2938-2942, 2009.
  • M. Švanda, M. Polívka, Novel dual-loop antenna placed over patch array surface for UHF RFID of dielectric and metallic objects, Microwave and Optical Technology Letters, vol. 51, no. 3, pp. 709-713, 2009.
  • F. Ferrero, A. Diallo, C. Luxey, B. Derat, P. Hamouz, et al., Two-element PIFA array structure for polarization diversity in UMTS mobile phones, Radioengineering, vol. 18, no. 4, pp. 407-412, 2009.
  • P. Hazdra, P. Hamouz, On the modal superposition lying under the MoM matrix equations, Radioengineering, vol. 17, no. 3, pp. 42-46, 2008.
  • S. Zvánovec, P. Piksa, M. Mazánek, P. Pechač, A study of gas and rain propagation effects at 48 GHz for HAP scenarios, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol. 5, no. 1, pp. 1-7, 2008.
  • P. Hazdra, M. Mazánek, J. Čermák, Wideband rectangular microstrip patch antenna, Radioengineering, vol. 16, no. 3, pp. 37-41, 2007.
  • P. Černý, M. Mazánek, Optimization of transient response radiation of printed ultra wideband dipole antennas (using particle swarm optimization method), Radioengineering, vol. 16, no. 2, pp. 9-14, 2007.
  • T. Kořínek, P. Piksa, M. Mazánek, Wideband measurement in a small shielded box using equiangular spiral antennas, Radioengineering, vol. 15, no. 4, pp. 34-37, 2006.
  • P. Piksa, M. Mazánek, A self-complementary 1.2 to 40 GHz spiral antenna with impedance matching, Radioengineering, vol. 15, no. 3, pp. 15-19, 2006.

Kapitoly v knize