Language: German
Pages: 431
Cover......Page 1
Antennen und
Strahlungsfelder,
3. Auflage......Page 3
ISBN 9783834805539......Page 4
Vorwort......Page 5
Inhaltsverzeichnis......Page 7
Formelzeichen und Abkürzungen......Page 12
1.1 Frequenzbereiche......Page 17
1.2 Elektromagnetische Grundgrößen......Page 18
1.3 Antennen und Strahlungsfelder im Überblick......Page 20
2.1 Vektorrechnung......Page 23
2.1.1 Skalarprodukt......Page 24
2.1.2 Vektorprodukt......Page 25
2.1.3 Spatprodukt......Page 26
2.2.1 Differenziation von skalaren Feldern......Page 28
2.2.2 Differenziation von Vektorfeldern......Page 31
2.2.3 Rechnen mit dem Nabla-Operator......Page 35
2.2.4 Integralsätze der Vektoranalysis......Page 38
2.2.5 Helmholtzsches Theorem......Page 41
2.3 Koordinatensysteme......Page 42
2.4 Übungen......Page 44
3.1.1 Darstellung im Zeitbereich......Page 45
3.1.2 Darstellung im Frequenzbereich......Page 47
3.2.1 Grundgleichungen......Page 48
3.2.3 Prinzip von der Ladungserhaltung......Page 50
3.2.4 Quellen der Vektorfelder......Page 52
3.3 Wellengleichung......Page 54
3.4 Helmholtz-Gleichung......Page 55
3.5 Wellenausbreitung in anisotropen Medien......Page 57
3.6 Rand-
und Stetigkeitsbedingungen......Page 58
3.7 Relativitätsprinzip......Page 60
3.7.1 Lorentz-Transformation......Page 61
3.7.2 Feld einer gleichförmig bewegten Ladung......Page 66
3.8 Strahlung beschleunigter Elektronen......Page 68
3.8.1 Strahlungsleistung......Page 70
3.8.2 Linear beschleunigte Punktladung......Page 71
3.8.3 Kreisförmig beschleunigte Punktladung......Page 72
3.9 Übungen......Page 73
4.1.1 Lösung der Helmholtz-Gleichung......Page 74
4.1.2 Geschwindigkeitsdefinitionen......Page 78
4.2 Ebene Wellen im Leiter......Page 83
4.3 Ebene Wellen im Supraleiter......Page 88
4.3.1 Londonsche Gleichungen......Page 89
4.3.2 Telegrafenund Helmholtz-Gleichung......Page 90
4.4 Leistungstransport......Page 94
4.5 Übungen......Page 96
5.1 Polarisation......Page 97
5.2 Senkrechter Einfall auf eine ebene Trennfläche......Page 101
5.2.1 Reflexions-
und Durchlassfaktoren......Page 102
5.2.2 Stehende Wellen......Page 105
5.2.3 Leistungstransport......Page 108
5.2.4 Strahlungsdruck......Page 109
5.3.1 Gleichförmig bewegter ebener Metallspiegel......Page 110
5.3.2 Doppler-Effekt und Aberration......Page 112
5.4.1 Brechungsgesetz......Page 115
5.4.2 Fresnelsche Formeln......Page 119
5.4.3 Totaltransmission......Page 123
5.4.4 Totalreflexion......Page 129
5.5 Ebenes Drei-
und Vierschichtenproblem......Page 132
5.6 Beugung an einer metallischen Schirmkante......Page 135
5.7 Übungen......Page 137
6 Wellenleiter......Page 138
6.1 Schwingungsformen in Hohlleitern......Page 139
6.2.1 Eigenwellen......Page 143
6.2.2 Hohlleiterschaltungen und Orthogonalentwicklung......Page 152
6.3.1 Eigenwellen......Page 157
6.3.2 Feldbilder......Page 162
6.4 Besondere Hohlleitertypen......Page 163
6.5 Hohlraumresonatoren......Page 166
6.6.1 Grundwelle......Page 167
6.6.2 Höhere Wellentypen......Page 169
6.9 Übungen......Page 172
7.2 Hertzscher Dipol als elektrischer Elementarstrahler......Page 173
7.3.1 Richtdiagramm......Page 175
7.3.2 Richtfaktor und Gewinn......Page 180
7.3.3 Äquivalenter Raumwinkel......Page 182
7.3.4 Antennenwirkfläche......Page 184
7.3.5 Polarisation......Page 188
7.4 Übungen......Page 190
8.1 Grundgleichungen......Page 191
8.2 Potenziallösung der Feldgleichungen......Page 193
8.2.1 Magnetisches Vektorpotenzial......Page 194
8.2.2 Elektrisches Vektorpotenzial......Page 200
8.2.3 Darstellung der Feldstärken......Page 201
8.3 Fernfeldnäherungen......Page 204
8.3.1 Fresnel-Näherung......Page 206
8.3.2 Fraunhofer-Näherung......Page 207
8.3.3 Fernfeldabstand und Antennengewinn......Page 210
8.3.4 Fernfelder und Fourier-Transformation......Page 212
8.4 Ausstrahlungsbedingung......Page 215
8.5 Kantenbedingung......Page 216
8.6.1 Vektorielle Formulierung......Page 218
8.6.2 Skalare Formulierung......Page 221
8.7 Kopolarisation und Kreuzpolarisation......Page 226
8.8 Übungen......Page 229
9.1 Elektrischer Elementarstrahler......Page 230
9.1.1 Strahlungsfelder......Page 231
9.1.2 Wellengeschwindigkeiten und Nahfeldablösung......Page 238
9.2 Magnetischer Elementarstrahler......Page 242
9.3 Kreisförmige Rahmenantenne beliebigen Umfangs......Page 244
9.3.1 Vektorpotenzial eines kreisförmigen Ringstroms......Page 245
9.3.2 Kreisförmige Rahmenantenne mit Umfang U = n λ0......Page 248
9.3.3 Erweiterung auf beliebigen Umfang......Page 250
9.4 Übungen......Page 256
10 Lineare Antennen......Page 257
10.1 Zylinderantenne......Page 258
10.2.1 Strahlungsfelder......Page 259
10.2.2 Wanderwellenantenne (Langdrahtantenne)......Page 268
10.2.3 Strahlungswiderstand......Page 271
10.2.4 Verkürzungsfaktor......Page 278
10.2.5 Richtfaktor und Gewinn......Page 281
10.3 Übungen......Page 284
11 Gruppenantennen......Page 285
11.1 Gruppenfaktor bei räumlicher Anordnung......Page 287
11.2.1 Gruppencharakteristik......Page 288
11.2.2 Querstrahler......Page 293
11.2.3 Längsstrahler......Page 295
11.2.4 Richtfaktor linearer Gruppen......Page 299
11.2.5 Kreuzdipol......Page 302
11.2.6 Yagi-Uda-Antenne......Page 303
11.2.7 Phasengesteuerte Gruppenantennen......Page 305
11.2.8 Inhomogene Amplitudenbelegung......Page 307
11.2.9 Verdünnte Gruppen......Page 311
11.3 Ebene Gruppen......Page 314
11.4 Antennen über Erde......Page 315
11.5 Strahlungskopplung in ebenen Dipolgruppen......Page 322
11.6 Übungen......Page 324
12.1 Doppelkonusantenne......Page 325
12.1.1 Unendlich lange symmetrische Doppelkonusleitung......Page 326
12.1.2 Symmetrische Doppelkonusantenne endlicher Länge......Page 327
12.1.3 Näherungslösung bei kleinem Reflexionsfaktor......Page 334
12.1.4 Doppelkonusantenne mit optimiertem Gewinn......Page 339
12.2 Logarithmisch-periodische Antenne......Page 340
12.3 Spiral-
und Fraktalantennen......Page 344
12.4 Übungen......Page 346
13.1 Prinzipien der Aperturstrahler......Page 347
13.2 Ebene Apertur im freien Raum (Chu-Modell)......Page 349
13.3 Ebene Apertur im unendlichen ebenen Schirm (E-Feld-Modell)......Page 355
13.3.1 Hohlleiterstrahler......Page 356
13.3.2 Richtfaktor und Flächenwirkungsgrad......Page 361
13.4 Übungen......Page 363
14.2 Sektorhorn......Page 364
14.3 Pyramidenhorn......Page 368
14.4.1 Phasenfehler in der ebenen Hornapertur......Page 374
14.4.2 Berechnungsverfahren......Page 375
14.4.3 Optimale Bauweise......Page 378
14.5 Übungen......Page 380
15.1 Konvexe Verzögerungslinse......Page 381
15.2 Konkave Beschleunigungslinse......Page 384
15.3 Luneburg-Linse......Page 385
15.4 Übungen......Page 386
16.1 Bauformen......Page 387
16.2 Mehrspiegelantennen......Page 390
16.3 Entwurf einer Cassegrain-Antenne......Page 391
16.4 Gewinnverlust durch Aperturabschattung......Page 395
16.5 Gewinnverlust durch Fehler der Oberflächenkontur......Page 396
16.6 Gewinnverlust durch inhomogene Amplitudenbelegung......Page 400
16.7 Übungen......Page 403
17.1.1 Grundlegende Entwurfsrichtlinien......Page 404
17.1.2 Strahlungsfelder nach dem Cavity-Modell......Page 407
17.1.3 Gruppenantennen in Streifenleitungstechnik......Page 411
17.2 Schlitzantenne......Page 413
17.3 Wendel-
oder Helixantenne......Page 417
17.4 Dielektrische Oberflächenwellenantenne......Page 421
17.5 Übungen......Page 423
A.3 Reihenentwicklungen für kleine Argumente......Page 424
A.6 Nützliche Integrale......Page 425
A.7 Lommelsche Funktionen mit einem Index und zwei Argumenten......Page 426
A.8 Krummlinige orthogonale Koordinatensysteme......Page 427
B.5 Verschiedenes......Page 428
C.2 Gruppencharakteristik linearer Antennengruppen......Page 429
C.5 Ausbreitungskonstanten von Hohlleiterwellen......Page 430
C.7 Beam efficiency und pattern factor elektrisch großer Antennen......Page 431
Englische Übersetzungen wichtiger Fachbegriffe......Page 432
Literaturverzeichnis......Page 433
Sachwortverzeichnis......Page 441
Personenverzeichnis......Page 448
