Navorsingsaktiwiteite dek die gebiede van antennas en voortplanting, numeriese metodes vir die oplossing van komplekse elektromagnetiese veldprobleme, mikrogolfstelsels en -toestelle, RADAR, elektromagnetiese versoenbaarheid en supergeleidende stroombane.

Hierdie afdeling se navorsingsaktiwiteite ontvang finansiële steun van die NRF en verskeie maatskappye in die privaatsektor. 'n Spesifieke, beduidende bron van befondsing is die SKA SARCHI-navorsingsleerstoel.

Meer besonderhede oor die hoofnavorsingsfokusareas binne hierdie afdeling word hieronder gelys.

Berekeningselektromagnetika

Elektromagnetiese strukture kan uiters kompleks raak om analities te analiseer of te ontwerp, en die meting van strukture in die mikrogolfrekwensie en verder kan uiters duur wees. Berekeningselektromagnetika (BEM) handel oor die numeriese oplossing van Maxwell se vergelykings om elektromagnetiese veldgedrag en gevolglik die werkverrigting van elektromagnetiese strukture te simuleer. BEM is 'n belangrike bemagtigende tegnologie vir radiofrekwensie-, mikrogolf- en draadlose ingenieurswese, asook 'n tegnologie op sigself. Alle wyd gebruikte CEM-metodes is vir ons van belang, insluitend die eindige elementmetode (FEM), metode van momente (MoM), eindige verskil-tyddomeinmetode (FDTD), sowel as asimptotiese metodes en hibriede metodes. Ons werk nou saam met EM Software & Systems – S.A., ontwikkelaars van die EM-simulasiesagtewarepakket FEKO.

• Kontak Prof. Matthys Botha vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

HF-metrologie en Elektromagnetiese Verenigbaarheid

Hoëfrekwensie (HF) metrologie handel oor betroubare metings by hoë frekwensies deur die volgende te gebruik:

Instrumente soos vektornetwerk-analiseerders, spektrum-analiseerders, kragmeters en monsternemingsossilloskope

Fasiliteite soos anegoïese en weergalmkamers, en oop area-toetsterreine

Sensors soos E-veld- en B-veld-sensors, gemeenskaplike-modus stroomprobes, Rogowski-spoele, Bersier-probes, ens.

'n Sleutelkenmerk van metrologie is dié van kalibrasie. In hierdie verband het ons aktiewe verhoudings met standaardliggame in Suid-Afrika en ook met die Nasionale Instituut vir Standaarde en Tegnologie (NIST) in Boulder, Colorado.

• Kontak Dr. Gideon Wiid vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

Hoëfrekwensie-antennas

Belangstellingsgebiede sluit in mikrostrip-antennas vir satellietkommunikasie, spiraalantennas vir grondpenetrasie en boorgatradar, golfvoortplanting in komplekse elektromagnetiese omgewings, vrye ruimte- en nabyveldmetingstegnieke, die Karoo Array Telescope (KAT) en die Square Kilometer Array (SKA).

Fasiliteite sluit in 'n mikrogolf-anechoïese kamer vir antennametings, 'n Gaussiese mikrogolf-optika-toetsbank vir die meting van materiaaleienskappe en algemene meetfasiliteite tot 50 GHz.

• Kontak Prof. Dirk de Villiers vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

Mikrogolf Aktiewe Komponente en Stelsels

Hierdie navorsingsaktiwiteit fokus op die ontwerp van aktiewe komponente soos laefase-ruisossillators en fasegeslote lusse wat tipies in radars, laeruis- en hoëkragversterkers en mikrogolfsensors gebruik word. Hoëspoed-, multikanaal-QPSK-datasenders en -ontvangers word ontwikkel vir satelliettoepassings. 'n Sterk modellerings- en metingskundigheid is beskikbaar, wat noue interaksie met plaaslike radar- en avionika-bedrywe behels.

• Kontak Prof. Johann de Swardt vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

Mikrogolf Passiewe Stelsels

Hierdie aktiwiteit het betrekking op die ontwerp, elektromagnetiese analise en optimalisering van passiewe mikrogolfstroombane soos filters, koppelaars, hoëkragkombineerders, ens. Wat komponentontwerp betref, fokus huidige navorsing op hoëkragtoestelle in die X-band, insluitend kragkombineerders en PIN-diodeskakelaars, met spesifieke aandag aan nuwe strukture en topologieë. Antenne-toevoerontwerp vir die Karoo Array Telescope (KAT) is ook in hierdie navorsing ingesluit. Op 'n stelselvlak het millimetergolfbeelding teen 35 en 94 GHz na vore gekom as 'n sterk internasionale fokus as gevolg van die toepassings daarvan op sekuriteit. Hierdie navorsing word op stelselvlak sowel as toestelvlak onderneem, met die doel om koste-effektiewe oplossings vir bedryfsprobleme te vind. Wat modellering betref, is die fokus op aanpasbaar gemonsterde interpolasie-gebaseerde wiskundige modelle van mikrogolfstrukture. Hierdie tipe model kan gekonstrueer word deur baie min elektromagnetiese analisepunte te gebruik, en kan met groot effek gebruik word in die optimalisering van stroombane wat hierdie strukture bevat.

• Kontak: Prof. Petrie Meyer vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

SKA SARCHI Navorsingsleerstoel

As deel van die Square Kilometre Array (SKA) projek en die South African Research Chair Initiative (SARCHI), is prof. Dirk de Villiers aangestel as die SKA SARCHI navorsingsleerstoel. Hierdie leerstoel befonds 'n wye reeks navorsingsaktiwiteite binne die Elektronika en Elektromagnetika-afdeling, alles verwant aan die SKA-projek. Die SKA is 'n ambisieuse projek om die wêreld se grootste radioteleskoop ooit te bou, hier in Suid-Afrika. Die doel van die leerstoel is om die SKA-verwante elektromagnetiese ingenieurswerk hier in Suid-Afrika so nou as moontlik te ondersteun, en om dit gelyktydig te gebruik as 'n voertuig vir wêreldklasnavorsing in die veld.

• Kontak Prof. Dirk de Villiers vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

Supergeleier Kwantum Elektronika en Sensors

Hierdie navorsingsaktiwiteit, onder die Quantum Electronic Design Automation (QEDA) laboratorium, fokus op die ontwikkeling en toepassing van supergeleier kwantumstroombane in gevorderde elektroniese stelsels. Die navorsing omvat die ontwerp en optimalisering van supergeleidende kwantuminterferensietoestelle (SQUID's), kriogeniese sensors en hoëspoed digitale stroombane. 'n Belangrike aspek van hierdie navorsing het betrekking op geïntegreerde stroombaanparameteronttrekking. Hierdie werk is van kritieke belang vir die akkurate modellering en voorspelling van die gedrag van supergeleierstroombane, wat die ontwerp van hoogs doeltreffende en betroubare supergeleier-elektroniese komponente moontlik maak. Die span se pogings is deurslaggewend in die bevordering van kwantumrekenaartegnologie, en in vennootskap met internasionale medewerkers is hierdie navorsing daarop gemik om kwobite en kwantumhekke te skep met beter koherensietye en operasionele snelhede in vergelyking met tradisionele halfgeleier-gebaseerde stelsels. Die navorsing verskuif nie net die grense van kwantumelektronika nie, maar hou ook belofte in vir transformerende toepassings in mediese beeldvorming, wetenskaplike instrumentasie en kwantumrekenaarkunde.

• Kontak Prof. Coenrad Fourie vir meer inligting oor hierdie navorsingsaktiwiteit.

Hoëfrekwensie- en Antenna-laboratoriums – Dit is die universiteit se RF- en antenna-metinglaboratorium. Vir meer inligting oor die dienste wat beskikbaar is, kontak asseblief mev. Anneke Bester by [email protected].

Supergeleiding en Nanotoestelle (SAND) – Ons navorsingsgroep word SAND (Supergeleiding, Gevorderde materiale en Nanotoestelle) genoem, en ons doen navorsing oor supergeleidende digitale stroombane (insluitend sagteware-gedefinieerde radio-voorpunte), supergeleidende IC-parameteronttrekking (induktansie), supergeleidende analoogsensors, SQUID-magnetometrie, krio-verkoelde elektroniese koppelvlakke, EDA-sagteware-ontwikkeling en geomagnetisme.