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.
Die erste Vorlesung findet am Dienstag, 4.10.2022, 10:15 - 12:00 Uhr als Präsenzvorlesung im Hörsaal EI 2 (Pichelmayer) statt.
Die Vorlesungszeiten sind jeweils
Dienstags um 10:15 bis 12:00 Uhr
und
Donnerstags um 10:15 bis 11:00 Uhr.
Die Vorlesungen aus 2020W wurden aufgezeichnet und sind zusätzlich als Video on Demand auf TUpeerTube verfügbar.
Die Prüfung besteht aus einem schriftlichen und einem mündlichen Teil. Optional können zwei Zusatzaufgaben (eine experimentelle Aufgabe und eine Simulationsaufgabe) ausgearbeitet werden, die Zusatzpunkte bringen.
Für die Beantwortung der 10 Theoriefragen des schriftlichen Teils dürfen Sie keine Hilfsmittel verwenden. Sobald Sie damit fertig sind, geben Sie den Theorieteil der Prüfung ab und Sie erhalten die Rechnenaufgaben. Für die Lösung der Rechenbeispiele dürfen Sie nur jene Formelsammlung, die der Prüfung beiliegt (und nach der Prüfung wieder abzugeben ist), verwenden. Weder das Skriptum noch handschriftliche Notizen sind erlaubt! Ebenfalls nicht zugelassen sind graphische Taschenrechner sowie Smartphones!
Ein Skriptum zur Lehrveranstaltung ist im TU Verlag an der TU Wien, Wiedner Hauptstraße 8 - 10, 1040 Wien (EG, roter Bereich) erhältlich, siehe hier:
https://shop.tuverlag.at/de/wellenausbreitung?info=380
Weitere empfohlene Literatur:
- 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
