Colombo Bolognesi: Katalogdaten im Herbstsemester 2020

Name	Herr Prof. Dr. Colombo Bolognesi
Lehrgebiet	Millimeterwellen und Terahertz-Elektronik
Adresse	Professur f. Millimeterwellen-Elek ETH Zürich, ETZ K 85 Gloriastrasse 35 8092 Zürich SWITZERLAND
Telefon	+41 44 632 87 75
E-Mail	bcolombo@ethz.ch
Departement	Informationstechnologie und Elektrotechnik
Beziehung	Ordentlicher Professor

Nummer	Titel	ECTS	Umfang	Dozierende
227-0053-00L	High-Frequency Design Techniques	4 KP	2V + 2U	C. Bolognesi
Kurzbeschreibung	Introduction to the basics of high-frequency circuit design techniques used in the realization of high-bandwidth communication systems and devices. Modern society depends on increasingly large data masses that need to be transmitted/processed as rapidly as possible: higher carrier frequencies allow wider bandwidth channels which enable higher data transmission rates.
Lernziel	Familiarize students with the essential tools and principles exploited in high-frequency design. Introduction to circuit simulation.
Inhalt	Introduction to wireless, radio spectrum, review of vectors and complex numbers, AC circuit analysis, matching networks, distributed circuit design, transmission lines and transmission line equations, reflection coefficients, the Smith Chart and its software, voltage standing wave ratio (VSWR), skin effect, matrix analysis, scattering parameters, electromagnetic fields and waves, antenna basics.
Skript	Lecture notes
Literatur	Textbook: High Frequency Techniques, by Joseph F. White, 2004, Wiley-Interscience & IEEE Press ISBN 0-471-45591-1 (free online access via ETH-Bibliothek)
227-0112-00L	High-Speed Signal Propagation Findet dieses Semester nicht statt.	6 KP	2V + 2U	C. Bolognesi
Kurzbeschreibung	Verständnis der Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung in Mikrowellenkabel, integr. Mikrowellenschaltungen und Leiterplatten. Da Sytemtaktfrequenzen stets in höhere GHz Bereiche vordringen, ist es notwendig die Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung zu verstehen, um Signalintegrität zu gewährleisten. Der Kurs richtet sich an Interessierte an analogen/digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen.
Lernziel	Verständnis der Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung in Verbindungsleitern, Mikrowellenkabel und integrierten Übertragungsleitungen wie zum Beispiel in integrierten Mikrowellenschaltungen und/oder Leiterplatten. Da Systemtaktfrequenzen kontinuierlich in höhere GHz Bereiche vordringen, entwickelt sich das dringende Bedürfnis die Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung zu verstehen um nach wie vor eine hohe Signalintegrität zu gewährleisten, insbesondere angesichts Phänomenen wie der Intersymbol-Interferenz (ISI) und des Übersprechens. Konzepte wie Streuparameter (oder S-Parameter) übernehmen eine Schlüsselrolle in der Charakterisierung von Netzwerken über grosse Bandbreiten. Bei hohen Frequenzen werden alle Strukturen effektiv zu "Übertragungsleitungen". Ohne besondere Vorsicht ist es sehr wahrscheinlich, dass eine schlecht entworfene Übertragungsleitung zum Versagen des gesamten entworfenen Systems führt. Filter werden ebenfalls behandelt, da sich herausstellt, dass einige der Probleme von verlustbehafteten Übertragungskanälen (Leitungen, Kabel, etc.) durch adäquates filtern korrigiert werden können. Ein Prozess der "Entzerrung" genannt wird.
Inhalt	Leitungsgleichungen der TEM-Leitung (Telegraphengleichungen). Beschreibung elektrischer Grössen auf der TEM Leitung; Reflexion im Zeit- und Frequenzbereich, Smith-Diagramm. Verhalten schwach bedämpfter Leitungen. Einfluss des Skineffekts auf Dämpfung und Impulsverzerrung. Leitungsersatzschaltungen. Gruppenlaufzeit und Dispersion. Eigenschaften gekoppelter Leitungen. Streuparameter. Butterworth-, Tschebyscheff- und Besselfilter: Einführung zum Filterentwurf mit Filterprototypen (Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre). Einfache aktive Filter.
Skript	Skript: Leitungen und Filter (In deutscher Sprache).
Voraussetzungen / Besonderes	Die Uebungen werden auf Englisch gehalten.