| Kurzkommentar |
Die Vorlesung startet am 26.03.2021 als E-Learning Veranstaltung in Moodle. Sie finden dort mein Skriptum, alte Klausuraufgaben und meine MP4-Lehrvideos zum zeitversetzten Lernen. Es wird empfohlen, das HF-Laborpraktikum parallel zur Vorlesung zu besuchen. Den Link und das Passwort zum Selbsteinschreiben in Moodle erhalten Sie rechtzeitig per E-Mail. |
| Inhalt |
Elektromagnetische Grundgrößen (Quellen und Felder); Grundlagen der Feldtheorie (Koordinatensysteme, Vektoralgebra, Vektoranalysis); Grundlagen der Elektrodynamik (Energiesatz, Maxwellsche Gleichungen, Wellen- und Helmholtz-Gleichung, Randbedingungen); Ebene Wellen (in Dielektrika, Leitern, Supraleitern); Ausbreitungseffekte (Polarisation, Reflexion und Transmission an Grenzflächen, Beugungsprobleme); Wellenleiter (Hohlleiter, Resonatoren, Koaxialleitung); Antennen (Dipolstrahler, Richtcharakteristik, Gewinn, Wirkfläche) |
| Literatur |
Kark, K.W.: Antennen und Strahlungsfelder, 8. erweiterte Auflage, Springer Vieweg, Wiesbaden 2020. Henke, H.: Elektromagnetische Felder, Springer, Berlin 2007. Jackson, J.D.: Klassische Elektrodynamik, de Gruyter, Berlin 2006. Meinke, H; Gundlach, F. W.: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Springer, Berlin 1986. Pehl, E.: Mikrowellentechnik, VDE Verlag, Berlin 2012. Zinke, O.; Brunswig, H.: Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Springer, Berlin 1999. |
| Lernziele |
Die moderne Informationsgesellschaft hat einen stets zunehmenden Bedarf an schneller Verarbeitung und Übertragung großer Datenmengen wie z. B. die dynamische Entwicklung im Bereich des Mobilfunks und bei den Funknetzwerken zeigt. Notwendige hohe Datenraten bedingen breitbandige Spektren der beteiligten Signale, die sich als elektromagnetische Wellen entlang von Leitungen oder im Funkfeld ausbreiten. Bei dem weiteren Vordringen der drahtlosen Nachrichtentechnik in immer höhere Frequenzbereiche und in neue Anwendungsgebiete macht man sich die enormen Fortschritte bei den Berechnungsmethoden mit Hilfe rechnergestützter Simulationsverfahren zu Nutze. Verschiedene Anwendungsbereiche der modernen Kommunikationstechnik wie z. B. Ortung, Navigation, Mobilfunk, Richtfunk, Satellitenfunk sowie die Raumfahrt wären ohne eine weit entwickelte Mikrowellentechnik undenkbar. In der Mikrowellentechnik sind die Abmessungen der Bauelemente nicht mehr klein im Vergleich zur Wellenlänge. Die Methoden zum Design konzentrierter Schaltungen sind bei räumlich ausgedehnten Systemen daher nicht länger anwendbar. Zunächst wird eine solide mathematische Basis für die Theorie elektromagnetischer Felder und Wellen gelegt und daraus werden die Methoden der Elektrodynamik ausführlich entwickelt. So werden die zeit- und ortsabhängige Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im Freiraum, auf TEM-Leitungen und in Hohlleitern grundlegend behandelt. Außerdem werden einfache Antennenformen diskutiert. Viele durch Computersimulationen berechnete Feldbilder und Videoanimationen machen die Elektrodynamik anschaulich begreifbar und ermöglichen ein tiefer gehendes Verständnis. |
