Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, sich die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen auf Leitungen und im freien Raum anschaulich vorzustellen und können eine geeignete Leitung für verschiedene Arten der Übertragung von Hochfrequenzsignalen auswählen. Schließlich sind sie dann auch vertraut mit den Problemen und natürlichen Grenzen der Wellenausbreitung und Antennen.
Charakterisierung elektromagnetischer Wellen durch Wellenwiderstand, Ausbreitungskonstante, Feldbild. Ebene Welle. Wiederholung aus Theoretischer Elektrotechnik: Randbedingungen, Dispersion, Lösung der Wellengleichung in kartesischen Koordinaten. Auswahl besonders wichtiger HF-Leitungen: Koaxialkabel, Parallelplattenleitung, Oberflächenwellen, dielektrische Wellenleiter, Mikrostreifenleitung, Rechteckhohlleiter (inklusive Resonatoren). Ausbreitung im Freiraum, Veränderung durch Hindernisse (Reflexion, Streuung, Brechung, Beugung). Ausbreitungsphänomene im Mobilfunk (Schwund, Zeitdispersion, Beschreibung durch deterministische und stochastische Methoden). Eigenschaften von Antennen (Richtdiagramm, Gewinn, Polarisation, Impedanz, Bandbreite). Fernfeld und Nahfeld, Grundlagen zur Reziprozität.
Die im Vorlesungsteil vorgetragene Theorie elektromagnetischer Wellen und Antennen wird unterstützt durch das Vorrechnen von Übungsbeispielen, durch Mitbringsel ("Dinge der Woche") zum Anfassen, anhand derer der Stoff "begriffen" werden kann und eine Einführung in die Verwendung der Software EZNEC, mit deren Hilfe man einfache Antennenstrukturen numerisch modellieren kann. Ein einfaches (optionales) Experiment zur Überprüfung des Brechungsgesetzes kann daheim durchgeführt werden.
Erste Vorlesung: Di., 1.10.2019, 10:15 - 11:30 Uhr, EI 3 Sahulka.
Die Vorlesung findet jeweils am Dienstag und Donnerstag von 10:15 Uhr (pünktlich) bis 11:30 Uhr im Hörsaal EI 3 ("Sahulka") statt.
Ein Skriptum zur Lehrveranstaltung ist im Graphischen Zentrum an der TU Wien, Wiedner Hauptstraße 8 - 10, 1040 Wien (EG, roter Bereich) erhältlich.
Weitere empfohlene Literatur: (Siehe auch https://www.nt.tuwien.ac.at/teaching/winter-term/wellenausbreitung/)
- Zinke-Brunsvig, Hochfrequenztechnik, Springer Verlag
- Heilmann, Antennen, BI Taschenbücher
- Stutzman & Thiele, Antenna Theory and Design, Wiley
- J.D.Parsons, The Mobile Radio Channel, Wiley
- R. Vaughan, J. Bach-Andersen, Channels, Propagation and Antennas for Mobile Communications, IEE Electromagnetic Waves Series 50,2003
