Inhaltsverzeichnis. Frank Gustrau. Hochfrequenztechnik. Grundlagen der mobilen Kommunikationstechnik ISBN:

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1 Inhaltsverzeichnis Frank Gustrau Hochfrequenztechnik Grundlagen der mobilen Kommunikationstechnik ISBN: Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel. Carl Hanser Verlag, München

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Hochfrequenztechnik und ihre Anwendung Frequenzbereiche Hochfrequenztechnische Erscheinungen Ausblick auf die folgenden Kapitel Elektromagnetische Felder und Wellen Physikalische und mathematische Grundlagen Elektrostatische Feldgrößen Elektrische Feldstärke und Spannung Polarisation und relative Dielektrizitätszahl Elektrische Feldenergie und Kapazität Stationäre elektrische Strömungsfelder und magnetische Felder Stromdichte, Leistungsdichte und Widerstand Magnetische Feldstärke und magnetisches Vektorpotential Magnetische Feldenergie und Induktivität Lorentz-Kraft Vektoranalytische Operatoren Maxwellsche Gleichungen Differentialform für allgemeine Zeitabhängigkeit Differentialform für harmonische Zeitabhängigkeit Integralform Materialgleichungen Verhalten an Materialgrenzen Einteilung elektromagnetischer Feldprobleme Skineffekt Elektromagnetische Wellen Wellengleichung und ebene Wellen Polarisation Reflexion und Brechung an ebenen Grenzflächen Senkrechter Einfall Schräger Einfall Kugelwellen Zusammenfassung Übungsaufgaben... 63

3 8 Inhaltsverzeichnis 3 Leitungstheorie und Signale auf Leitungen Leitungstheorie Strom- und Spannungswellen auf Leitungen Telegraphengleichung Spannungs- und Stromwellen auf Leitungen Einseitig abgeschlossene Leitung Eingangsimpedanz einer abgeschlossenen Leitung Verlustlose Leitungen Leitungen mit geringen Verlusten Verschiedene Leitungsabschlüsse einer verlustlosen Leitung Angepasste Leitung Kurzgeschlossene Leitung Leerlaufende Leitung Allgemeiner Abschluss Verlustlose Leitungen als Impedanztransformatoren Der 2/4-Transformator Der 2/2-Transformator Reflexionsfaktor einer verlustlosen Leitung Smith-Chart-Diagramm Zeitsignale auf Leitungen Sprungförmige Signale Angepasste Quelle und angepasster Abschluss Angepasste Quelle und fehlangepasster (resistiver) Abschluss Angepasste Quelle und fehlangepasster (reaktiver) Abschluss Fehlanpassung an Quelle und Last Rechteckförmige Signale Augendiagramm Zusammenfassung Übungsaufgaben Wellenleiter Überblick über technisch bedeutsame Leitungstypen Koaxialleitungen Induktivitätsbelag und Leitungswellenwiderstand Dämpfung bei schwachen Verlusten Nutzbarer Frequenzbereich Anwendungsgebiete Mikrostreifenleitungen (Microstrip) Wellenwiderstand und effektive Permittivitätszahl Dispersion und nutzbarer Frequenzbereich Anwendungsgebiete Streifenleitung (Stripline) Leitungswellenwiderstand Nutzbarer Frequenzbereich Anwendungsgebiete...126

4 Inhaltsverzeichnis Rechteckhohlleiter Allgemeine Überlegungen Die H 10 -Grundwelle Höhere Wellentypen Einsatzgebiete von Hohlleitern Anregung von Hohlleiterwellen Hohlraumresonatoren Zweidrahtleitung Leitungswellenwiderstand Anwendungsgebiete Dreileitersysteme Gleich- und Gegentaktwellen Leitungswellenwiderstände und Ausbreitungskonstanten Leitungsabschluss Übungsaufgaben Streuparameter Mehrtorgleichungen in Matrixform Definition von Wellengrößen Streuparameter und Leistung Spezielle Eigenschaften von Schaltungen Anpassung Leistungsanpassung Reziprozität (Übertragungssymmetrie) Symmetrie Verlustlosigkeit bei Passivität Rückwirkungsfreiheit Besondere Bedingungen bei Dreitoren Berechnung von Streumatrizen Reflexionsfaktoren Transmissionsfaktoren Umnormierung einer Streumatrix auf andere Torwiderstände Signalflussmethode Messung von Streuparametern Übungsaufgaben Hochfrequenzbauelemente und -schaltungen Ersatzschaltbilder konzentrierter Bauelemente Widerstände Kondensatoren Spulen Passive Schaltungen Leitungsresonatoren Anpassschaltungen LC-Anpassnetzwerke

5 10 Inhaltsverzeichnis Anpassung mit Leitungen Filter Klassischer LC-Filterentwurf mit Induktivitäten und Kapazitäten Entwurf von Butterworth-Filtern Leitungsfilter Planare Filter Metallisch geschirmte Filter (Gehäuseresonanzen) Hohlleitungsfilter Zirkulatoren Leistungsteiler Wilkinson-Leistungsteiler Leistungsteiler mit ungleicher Leistungsaufteilung Branchline-Koppler Konventioneller 3-dB-Koppler Ungleiche Leistungsaufteilung und Impedanztransformation Rat-Race-Koppler Richtkoppler Symmetrierglieder Elektronische Schaltungen Mischer Verstärker und Oszillatoren Moderne HF-Entwurfswerkzeuge HF-Schaltungssimulatoren Elektromagnetische 3D-Feldsimulation Übungsaufgaben Antennen Grundbegriffe und Kenngrößen Nahfeld und Fernfeld Isotroper Kugelstrahler Kenngrößen für das Strahlungsfeld einer Antenne Anpassung und Bandbreite Praktische Antennenbauformen Mathematische Behandlung des Hertzschen Dipols Drahtantennen Halbwellendipol Monopol Verkürzung von Monopolantennen Planare Antennen Rechteckige Patch-Antenne Abstrahlung eines Patch-Elementes Resonanzfrequenz und Patch-Abmessungen Speisung von Patch-Antennen Patch-Antennen mit zirkularer Polarisation Planare Dipol- und Inverted-F-Antennen...259

6 Inhaltsverzeichnis Gruppenantennen Einzelcharakteristik und Gruppenfaktor Phasengesteuerte Antennen Strahlformung Weitere Antennenkonzepte Übungsaufgaben Funkwellen Wellenausbreitungseffekte Einfache Ausbreitungsszenarien Freiraumausbreitung Ausbreitung über ebenem Grund Richtfunkstrecken Geschichtete Medien Komplexe Umgebungen Mehrwegeausbreitung Patch-Loss-Modelle Übungsaufgaben A Anhang 293 A.1 Koordinatensysteme A.1.1 Kartesisches Koordinatensystem A.1.2 Zylinderkoordinatensystem A.1.3 Kugelkoordinatensystem A.2 Logarithmische Darstellung von Größen A.2.1 Dimensionslose Größen A.2.2 Relative und absolute Pegel A.2.3 Pegelplan einer Übertragungsstrecke Literaturverzeichnis 299 Sachwortverzeichnis 303