• Události
  • Sem patřím
  • Centrum sportovních aktivit VUT v Brně
  • Výzkumná centra

  • Pravděpodobně máte vypnutý JavaScript. Některé funkce portálu nebudou funkční.

Detail oboru

Teoretická elektrotechnika


Zkratka: PK-TEE
Zaměření: -
Délka studia: 4 roky
Program: Elektrotechnika a komunikační technologie
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Akademický rok: 2017/2018
Akreditace od: 25.7.2007
Akreditace do: 31.12.2020
Profil oboru:
Studijní obor doktorského studia je zaměřen na přípravu špičkových vědeckých a výzkumných specialistů v nejrůznějších oblastech teoretické elektrotechniky, zejména pak v teorii elektromagnetismu, v teorii elektrických obvodů, v obecných metodách zpracování signálů a v oblasti elektrických měření. Cílem je poskytnout ve všech těchto dílčích zaměřeních doktorské vzdělání absolventům vysokoškolského magisterského studia, prohloubit jejich teoretické znalosti, dát jím též potřebné vědomosti i praktické dovednosti a naučit je metodám vědecké práce.
Klíčové výsledky učení:
Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti obecné elektrotechniky.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní a měřicí techniku.
Profesní profil absolventů s příklady:
Absolvent umí řešit vědecké a složité technické úlohy v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu.
Díky kvalitnímu rozvinutému teoretickému vzdělání a specializaci ve vybraném oboru jsou absolventi doktorského studia vyhledáváni jako specialisté v oblasti obecné elektrotechniky.
Absolventi doktorského studijního programu budou v oblasti obecné elektrotechniky a elektromagnetismu schopni pracovat jako vědečtí a výzkumní pracovníci v základním či aplikovaném výzkumu, jako specializovaní odborníci vývoje, konstrukce a provozu v různých výzkumných a vývojových institucích, elektrotechnických a elektronických výrobních firmách a společnostech a u výrobců či uživatelů elektrických systémů a zařízení, přičemž zde budou schopni tvůrčím způsobem využívat moderní výpočetní a měřicí techniku.
Garant oboru: prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu:
  1. Detekce materiálů s využitím principu nukleární kvadrupólové rezonance

    Disertační práce je zaměřena na vývoj technik pro detekci různých materiálů (zejména na bázi N a Cl) s využitím nukleární kvadrupólové resonance. V současné době se tato metoda jeví jako velmi perspektivní pro oblast detekce a klasifikace výbušnin, léků a drog. Problematika buzení jader a následného snímání signálu rezonujících jader s možností přelaďování je složitou úlohou jak z pohledu nároků na signálovou cestu, tak z hlediska konstrukce budícího obvodu. Vzhledem k malé úrovni signálu rezonujících jader a krátkým relaxacím je nutné vyřešit celou řadu technických problémů. Problematika je do značné míry mezioborová.

    Školitel: Steinbauer Miloslav, doc. Ing., Ph.D.
  2. Detekce pohybujících se objektů

    Disertační práce je zaměřena na testování a vývoj detekčních algoritmů pohybujících se objektů. Tyto algoritmy by měly umět detekovat a rozpoznat vybrané typy objektů, které by se mohly objevit v prostorách se zvýšenou mírou bezpečnosti, jako jsou například letiště, jaderné elektrárny a muniční sklady. Na základě detekovaného nežádoucího typu letícího objektu bude potřeba navrhnout možnosti zneškodnění letícího objektu.

    Školitel: Marcoň Petr, Ing., Ph.D.
  3. Elektromagnetické vlastnosti grafenu

    Téma práce je zaměřeno na výzkum, popis, modelování a experimentálních ověření elektromagnetických vlastností grafenových struktur, jak monoatomární vrstvy tak vícevrstvých struktur. Cílem práce je zejména pomocí numerického modelu popsat očekávané vlastnosti vzorku grafenové struktury, popsat a nastavit experiment pro ověření vybraných vlastnsotí takové struktury. Na realizovaném vzorku provést řadu experimentů, které by sledované parametry popsaly a bylo je tak možné srovnat s teoreticky získanými. Téma je součástí grantu CZ.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.
  4. Experimentální výzkum měřicích metod pro NQR spektrografii

    Cílem práce je výzkum metod zlepšení vlastností experimentálního NQR pracoviště pro spektroskopii látek v rozsahu 0,5 až 10 MHz. Půjde o nalezení vhodných měřicích metod pro vyloučení falešných signálů a zvýšení citlivost spektrometru a opakovatelnosti měření. Výsledkem by měl být také návrh a realizace úprav obvodového řešení spektrometru pro ověření účinnosti navržených metod.

    Školitel: Steinbauer Miloslav, doc. Ing., Ph.D.
  5. Kvantitativní hodnocení funkčního stavu mozkové tkáně pomocí PET/MR technik

    Cílem doktorského studia bude výzkum metod kvantitativního hodnocení funkčního stavu mozkové tkáně pomocí PET/MR technik. Předpokládá se výzkum a rozvoj stávajících metod pro zpracování a kvantitativní analýzu obrazů znázorňující akumulaci FDG radiofarmak. Vzhledem k výskytu obrazových artefaktů vlivem susceptibilních a jiných změn bude úkolem doktoranda navrhnout víceparametrickou analýzu obrazových dat se zapojením PET, morfologického zobrazení, perfúzních obrazů pomocí ASL (arterial spin labeling), a dalších. Předmětem výzkumu budou dále související techniky registrace, segmentace a jiného zpracování multimodálních dat. Disertační práce bude řešena ve spolupráci s Fakultní nemocnicí v Brně Bohunicích.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.
  6. Laděné nano-struktury

    Jednou z aktuálních oblastí výzkumu jsou práce na sofistikovaných nano-strukturách. Práce je zaměřena do oblasti návrhu, modelování a experimentů s laděnými nanostrukturami v oblasti 10-500THz. Jsou zde tři cílei. První zaměření je z oboru numerického modelování struktur. Na základě reálných vlastností nanomateriálů vytvořit numerický model a analyzovat strukturu. Druhá oblast je zaměřena na návrh metod a metodik ověření výsledků pomocí experimentů, měření a ověření předpokladů očekávaných z teoretického modelu. Modelováním metodou konečných prvků, konečných objemů (například v programu ANSYS, ANSOFT, MAXWELL atd.) se navrhne model chování dynamiky hmoty. Třetí oblast výzkumu je zaměřena do oboru technologie. V tomto zaměření se očekává výzkum technologií pro realizaci navržených struktur a jejich realizovatelnost v experimentální části tématu. Výsledky budou sloužit pro výzkum speciálních laděných periodických struktur. Témata lze řešit odděleně, není podmínkou všechna pro jednoho uchazeče. Téma je součástí vypsaného grantu CZ.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.
  7. Mapování elektrické vodivosti materiálů pomocí impedační tomografie

    Elektrické vlastnosti materiálů je možné získat pomocí různých variant algoritmů impedanční tomografie. Vstupními daty jsou naměřená data U-I (voltage-current) nebo B-I (magnetic field - current). Práce je zaměřena na zjištění citlivosti algoritmů rekonstrukce na vstupní data stanovená různými měřicími postupy. Cílem práce je nalézt a experimentálně ověřit stabilní a časově nenáročný algoritmus s ohledem na požadovanou přesnost.

    Školitel: Dědková Jarmila, prof. Ing., CSc.
  8. Metody detekce a identifikace signálu částečného výboje v pásmu UKV

    Jedním z klíčových problémů spolehlivosti výkonových vysokonapěťových transformátorů je existence částečných výbojů v jejich olejové náplni. Radiofrekvenční metody mohou poskytnout účinný nástroj pro sledování aktivity částečných výbojů. Pro jejich úspěšné nasazení je stěžejní možnost detekce elektromagnetického signálu v pásmu UKV vyzařovaného výbojem. Tento signál má relativně nízkou úroveň a jeho výskyt je doprovázen silným impulzním rušením z jiných výbojových dějů. Na druhou stranu signál disponuje specifickými časovými a kmitočtovými relacemi, které mohou umožnit jeho spolehlivou detekci a vyhodnocení. Téma je zaměřeno na výzkum nového přístupu k detekci elektromagnetických signálů vyzařovaných částečnými výboji, který bude využívat jejich časových a kmitočtových specifik. Cílem práce je prohloubit stav poznání v problematice spolehlivé detekce a identifikace aktivity částečného výboje a zvýšení spolehlivosti provozu výkonových vysokonapěťových transformátorů.

    Školitel: Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D.
  9. Modely struktury hmoty

    Práce je zaměřena na teoretické odvození numerických modelů založených na kvantově mechanických modelech hmoty a v kombinaci se stochastickým, jak deterministickým tak nedeterministickým přístupem určení neurčitosti formulovat pro obyčejné diferenciální rovnice jednoduchý numerický model nanoelementární části systému, periodického systému. Navazuje na výzkum modifikací takto vytovřeného modelu na bázi numerické metody konečných prvků, konečných objemů, hraničních prvků pro statické i dynamické modely formulované pomocí parciálních diferenciálních rovnic. Cílem práce je navrhnout numerický model jako silný nástroj pro analýzu a popis vlastností jak periodické tak neperiodické struktury a její geometrie na atomární a subatomární úrovni, verifikace na jednoduchém ověřitelném příkladu, zkoumat parametry takto vzniklého numerického modelu a porovnat s požadavky kladenými na modely určené pro dynamiku elektrického výboje a vyhodnotit zadané parametry. Téma je součástí grantu CZ.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.
  10. Nízkoúrovňová magnetická měření

    Téma se zabývá dvěma klíčovými oblastmi. První je zaměřena na pokračování výzkumu uceleného systému měřicích metod a metrologie pro nízkoúrovňová magnetická měření s respektem silně rušeného okolního prostředí v úzkém frekvenčním pásmu f= 0.1-30Hz. Je vhodné se zaměřit na metody dosahujících výsledky S/Š <0.05 a rekonstrukci signálu. S navrženými metodami se provádí vyhodnocení malých změn magnetických polí. Druhá oblast navazuje na výzkum změn chování člověka a celkově odezvy lidského organismu, jeho vlastnostmi a reakcí na změny magnetického pole. Jako nástroje se používají postupy jak deterministické, tak stochastické, s nejnovějším matematickým aparátem a nedestruktivními měřicími metodami.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.
  11. Numerické modely stochastických úloh

    V procesu modelování se vyskytují neřešené problémy v oblasti rozsáhlých mnohaparametrických úloh s explicitním popisem minima parametrů. V numerickém modelování existují přístupy řešení takovým modelů. Při vhodném formulování a sestavení metody se stávají výkonnými nástroji při vědeckém přístupu k řešení základního i aplikovaného výzkumu. Cílem doktorského studia je popsat a formulovat přístupy řešení rozsáhlých periodických systémů s mírou neperiodicity, na experimentech ověřit vlastnosti modelů. Cíleně provést testování na modelech nanomateriálových modelů, například na strukturách grafenu, povrchových atomárních vrstev s aplikací plazmatu.

    Školitel: Fiala Pavel, prof. Ing., Ph.D.
  12. Optovláknové senzory pro spektroskopické aplikace

    Aplikace optických vláken v roli senzorů fyzikálních veličin je vysoce aktuální a rozvíjející se problematikou. V souvislosti s rychlým rozvojem ve vědních oborech mikrobiologie a molekulární biologie se problematika stává zajímavou z pohledu detekce a identifikace biologických struktur (DNA, proteinů i samotných buněk). S výhodou je možno využít evanescentní interakce vláknem vedeného světla s okolním prostředím, což umožňuje výhodnou konstrukci senzorů se snadnou aplikovatelností. Velmi zajímavou je možnost využití techniky CRDS (Cavity- Enhanced Ring Down Spectroscopy), která umožňuje dosáhnout vysoké citlivosti při analýze biologických preparátů. Cílem práce je výzkum metod spojení výše uvedených přístupů, což otevře nové možnosti realizace senzorů s novými a unikátními vlastnostmi.

    Školitel: Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D.
  13. Pokročilé metody analýzy signálu pro lokalizaci částečných výbojů

    Zásadním faktorem pro spolehlivost blokových elektrárenských transformátorů je existence částečných výbojů v jejich olejové náplni. Moderní radiofrekvenční metody mohou poskytnout účinný nástroj pro sledování aktivity částečných výbojů. Jejich rozvoj je v poslední době umožněn dostupností moderní přístrojové techniky, která umožňuje akvizici signálů s šířkou pásma jednotek GHz. Rovněž úroveň výpočetní techniky umožňuje provádět zpracování a vyhodnocení signálu s vysokým vzorkovacím kmitočtem v oblasti jednotek až desítek GSa/s a lokalizace jeho zdroje v reálném čase. Pro úspěšné nasazení radiofrekvenčních metod detekce a lokalizace je třeba provádět zpracování signálu získaného z UKV detektorů s využitím pokročilých přístupů. Cílem je detekovat výskyt signálu odpovídajícího částečnému výboji a spolehlivě určit jeho časové parametry, které jsou důležité pro následnou prostorovou lokalizaci výboje. Práce prohloubí stav poznání v problematice vyhodnocování signálu částečného výboje a lokalizace jeho zdroje, což povede ke zvýšení spolehlivosti provozu výkonových elektrárenských transformátorů.

    Školitel: Drexler Petr, doc. Ing., Ph.D.
  14. Prostorová analýza silového zatížení deformované rostoucí páteře a využití modelování korekčních sil k minimalizaci rozsahu operace skoliózy

    Deformita páteře v dětském věku (skolióza) je onemocnění, jehož průběh v čase nelze předvídat. Výsledky konzervativní terapie jsou pochybné a při určitém stupni zakřivení je nutné přistoupit k operační léčbě s rizikem opakovaných reoperací a komplikací. V současné době používaný systém rostoucích tyčí a usměrňovaného růstu zasahuje průměrně 9 segmentů páteře, tyto se stávají nepohyblivé a mají vliv na přetížení zbývajících volných segmentů pod fúzí, což se projeví časnějším výskytem degenerativních změn, bolestmi zad v dospělosti, omezenou pohybovou aktivitou a poškozením muskuloskeletálního systému. Podstatou doktorského práce je navržení nové metodiky pro minimalizaci nežádoucích dopadů operační léčby progredující deformity páteře na dětech pomocí 3D modelování rozložení mechanických napětí v prostorové simulaci plánovaného zákroku. Do projektu budou zařazeni pacienti s idiopatickou, symptomatologickou a kongenitální skoliózou progredující přes konzervativní terapii, kteří by museli podstoupit jednu z uvedených metod operační terapie. Cílem práce je návrh unikátního operačního řešení korekce idiopatické, sypmtomatologické a kongenitální deformity osteotomií jednoho obratle bez negativních vlivů na okolní segmenty páteře pomocí 3D modelování zatížení se snahou o predikci vývoje páteře a sledování regenerace intervertebrálních plotének na MRI. Práce bude řešena ve spolupráci s fakultní nemocnicí v Brně Bohunicích.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.
  15. Rychlá rekonstrukce obrazů elektrické impedanční tomografie

    Cílem disertační práce bude rozvoj metod rekonstrukce obrazů elektrické impedanční tomografie. Důraz bude kladen jak na metody měření signálů s nízkým SNR, tak na zpracování signálů a rekonstrukci impedance uvnitř zkoumaných objektů. Jelikož s rostoucím počtem elektrod a jemnější FEM sítí dochází k rapidnímu zvyšování výpočetní náročnosti, bude navázáno na dosavadní činnost ústavu zaměřenou na řešení inverzních úloh a paralelizaci výpočtů na grafických kartách.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.
  16. Teorie nelineární akustiky ve spojení s nehomogenními lokálně periodickými strukturami

    Nelineární akustika je relativně moderní výzkumnou disciplínou. Zabývá se šířením akustických vln v nelineárním prostředí, modelováním parametrického akustického pole a souvisejícími aplikacemi. Jedním z problémů, které je potřeba v současné době řešit je analytický popis nelineárního prostředí, případně jeho numerické modelování. Dalším směrem v této oblasti je návrh nehomogenních lokálně periodických struktur, pomocí kterých jsme schopni zacílit akustické vlny do svazku, vytvářet nelineární prvky je např. akustická dioda apod. Aplikačním odvětvím této výzkumné oblasti pak může být např. bezkontaktní testování materiálů. V rámci disertační práce se bude student věnovat popisu a analýze amplitudově modulovaných akustických vln konečných amplitud a analýze parametricky buzených akustických polí. Cílem práce je dále prohloubení stavu poznání v problematice nelineárních akustických interakcí v tekutinách s využitím nehomogenních periodických struktur, metod zpracování vstupních signálu a modulace nosných vln.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.
  17. Výpočetní aspekty teorie nejistot

    Teorie nejistot umožňuje určit toleranční pásmo přímých a nepřímých měření. Jedná se o světově uznávanou techniku založenou na statistické analýze chování zdrojů nejistot, kterými mohou být např. měřicí přístroje, obsluha apod. Velikost nejistoty je daná zákonem šíření nejistot. Při složitém měřicím procesu je určení výsledné nejistoty komplikované a časově/výpočetně náročné. Běžně se můžeme setkat např. s určením výsledné nejistoty metodou Monte Carlo. Disertační práce bude zaměřena na obecnou teorii nejistot, průzkum stávajících technik pro určení celkové nejistoty a hlavní část práce bude zaměřena na využití teorie nejistot v číslicovém měření pomocí metod počítačového vidění.

    Školitel: Mikulka Jan, doc. Ing., Ph.D.

Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Ročník 1, zimní semestr

Kód Název J. Kr. Sem. Pov. Uk. Sk. Ot.

Volitelný oborový
FEKT-DET1 Elektrotechnické materiály, materiálo... cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DEE1 Matematické modelování v elektroenerg... cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DME1 Mikroelektronické systémy cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DTK1 Moderní síťové technologie cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DRE1 Návrh moderních elektronických obvodů cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DFY1 Rozhraní a nanostruktury cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DTE1 Speciální měřicí metody cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DMA1 Statistika. stochastické procesy, ope... cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DAM1 Vybrané kapitoly řídicí techniky cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DVE1 Vybrané statě z výkonové elektroniky ... cs  4  zimní VO drzk   ano
FEKT-DBM1 Vyšší metody zpracování a analýzy obrazů cs  4  zimní VO drzk   ano

Volitelný všeobecný
FEKT-DJA6 Angličtina pro doktorandy cs  4  zimní VV drzk   ano
FEKT-DRIZ Řešení inovačních zadání cs  2  zimní VV drzk   ano
FEKT-DEIZ Vědecké publikování od A do Z cs  2  zimní VV drzk   ano
 


Ročník 1, letní semestr

Kód Název J. Kr. Sem. Pov. Uk. Sk. Ot.

Volitelný oborový
FEKT-DTK2 Aplikovaná kryptografie cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DMA2 Diskrétní procesy v elektrotechnice cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DME2 Mikroelektronické technologie cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DRE2 Moderní digitální bezdrátová komunikace cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DTE2 Numerické úlohy s parciálními diferen... cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DFY2 Spektroskopické metody pro nedestrukt... cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DET2 Vybrané diagnostické metody, spolehli... cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DAM2 Vybrané kapitoly měřicí techniky cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DBM2 Vybrané problémy biomedicínského inže... cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DEE2 Vybrané problémy z výroby elektrické ... cs  4  letní VO drzk   ano
FEKT-DVE2 Vybrané statě z elektrických strojů a... cs  4  letní VO drzk   ano

Volitelný všeobecný
FEKT-DJA6 Angličtina pro doktorandy cs  4  letní VV drzk   ano
FEKT-DCVP Citování ve vědecké praxi cs  2  letní VV drzk   ano
FEKT-DRIZ Řešení inovačních zadání cs  2  letní VV drzk   ano
 


Ročník 1, celoroční

Kód Název J. Kr. Sem. Pov. Uk. Sk. Ot.

Povinný
FEKT-DQJA Zkouška z angličtiny před státní dokt... cs  4  celoroční P drzk   ano