Lineare Elemente der Höchstfrequenztechnik: Vorlesung an der Abteilung für Elektrotechnik der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich
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Veröffentlicht: |
Zürich
vdf, Verl. der Fachvereine
1994
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SEITE
EINLEITUNG: 7
1.
DIE WICHTIGSTEN BEZIEHUNGEN UND RESULTATE DER LEITUNGSTHEORIE 10
1.1 TELEGRAPHENGLEICHUNG, ALLGEMEINE LEITUNGSEIGENSCHAFTEN 10
1.2 ZWEITORDARSTELLUNG 12
1.3 REFLEXIONEN AUF DER VERLUSTFREIEN LEITUNG, SMITH-DIAGRAMM 13
1.4 VIERTELWELLENLAENGEN-TRANSFORMATOR 16
1.5 VERLUSTE IN LEITUNGEN 16
1.5.1 SKIN-EFFEKT VERLUSTE 16
1.5.2 DIELEKTRISCHE VERLUSTE 19
1.6 VERBREITETE LEITERSYSTEME 20
1.6.1 KOAXIALLEITUNG 20
1.6.2 BANDLEITUNG 21
LITERATUR 21
2.
WELLENAUSBREITUNG IN HOMOGENEN MEDIEN, WELLEN AN GRENZFLAECHEN 22
2.1 DIE EBENE ELEKTROMAGNETISCHE WELLE IM HOMOGENEN, ISOTROPEN UND
VERLUSTLOSEN MEDIUM 22
2.2 POLARISATION EBENER WELLEN 24
2.2.1 LINEARE POLARISATION 25
2.2.2 ZIRKULARE POLARISATION 25
2.2.3 ELLIPTISCHE POLARISATION 26
2.3 WELLENAUSBREITUNG IN VERLUSTBEHAFTETEN MEDIEN 26
2.3.1 WELLE IM VERLUSTBEHAFTETEN DIELEKTRIKUM 26
2.3.2 WELLE IM METALLISCHEN LEITER 27
2.4 REFLEXION EINER EBENEN, SENKRECHT AUF EINE DISKONTINUITAET
AUFTREFFENDEN WELLE 27
2.4.1 ANALOGIE ZWISCHEN DER AUSBREITUNG DER TEM - WELLE AUF EINER
LEITUNG
UND DER AUSBREITUNG EINER EBENEN WELLE IM RAUM 30
2.5 SCHRAEGER EINFALL EINER EBENEN WELLE AUF EINE GRENZFLAECHE 32
2.5.1 REFLEXION AN EINEM IDEALEN LEITER 33
LITERATUR 34
3.
ALLGEMEINE ZYLINDRISCHE, QUERHOMOGENE WELLENLEITER, HOHLLEITER 35
3.1 RECHTECKHOHLLEITER: DAS QUASIOPTISCHE MODELL 35
3.1.1 LEITUNGSEIGENSCHAFTEN DES RECHTECKHOHLLEITERS 38
3.1.2 BEZEICHNUNG DER WELLENTYPEN, HOEHERE WELLENMODI 41
3.2 DIE THEORIE DES QUERHOMOGENEN WELLENLEITERS MIT ZYLINDRISCHER,
IDEAL-LEITEN
DER BEGRENZUNG 41
3.2.1 TEM-WELLEN 46
3.2.2 TE - WELLEN 46
3.2.3 TM - WELLEN 47
3.2.4 EH - WELLEN 47
3.3 DER RECHTECKHOHLLEITER 47
3.3.1 DIE H- ODER TE-WELLE 47
3.3.2 DIE E- ODER TM-WELLE 50
3.3.3 TECHNISCHE AUSFUEHRUNGSFORMEN VON RECHTECKHOHLLEITERN 51
3.4 RUNDER HOHLLEITER 52
3.5 POYNTING VEKTOR UND LEISTUNGFLUSS 55
LITERATUR 56
4.
DER DIELEKTRISCHE WELLENLEITER, DER LICHTLEITER 57
4.1 BETRACHTUNG DES DIELEKTRISCHEN WELLENLEITERS MIT GEOMETRISCHER OPTIK
59
4.2 DER SYMMETRISCHE DIELEKTRISCHE PARALLELPLATTENLEITER 62
4.3 DIE OPTISCHE FASER, EIN DIELEKTRISCHER WELLENLEITER MIT KLEINER
INDEXVARIATION 68
4.4 PHASENBELAG SS VON OPTISCHEN FASERN 73
4.5 IMPULSDISPERSION AUF VERLUSTLOSEN, DISPERSIVEN LEITUNGEN 75
4.5.1 IMPULSDISPERSION BEI TIEFPASSYSTEMEN 75
4.5.2 DISPERSION EINES GAUSSFOERMIG AMPLITUDENMODULIERTEN IMPULSES 76
4.5.3 DISPERSION EINES BREITBANDIGEN, INTENSITAETSMODULIERTEN IMPULSES 77
4.5.4 DISPERSION IN GLASFASERN 83
4.5.5 DISPERSION AUF DER MEHRWELLIGEN GRADIENTENFASER 85
LITERATUR 86
5. STREIFENLEITUNGEN 87
5.1 FELDTYPEN UND LEITUNGSKONSTANTEN BEI STREIFENLEITUNGEN 87
5.2 DIE MIKROSTREIFENLEITUNG 89
5.2.1 FREQUENZABHAENGIGE EIGENSCHAFTEN DER QUASI-TEM-WELLE 91
5.2.2 VERLUSTE IN MIKROSTREIFENLEITUNGEN 92
5.3 DIE KOPLANARE STREIFENLEITUNG 93
5.4 ANWENDUNGEN VON STREIFENLEITUNGEN 94
5.4.1 ANWENDUNGEN IN DER ANALOGEN HOECHSTFREQUENZTECHNIK 94
5.4.2 ANWENDUNGEN IN DER SCHNELLEN DIGITALTECHNIK 96
5.5 AEHNLICHKEITSGESETZE IN LEITERSTRUKTUREN 97
5.5.1 SKALIERUNG VON VERLUSTFREIEN TEM- ODER QUASI-TEM-LEITUNGEN: 97
5.5.2 SKALIERUNG SCHWACH GEDAEMPFTER TEM- ODER QUASI-TEM-LEITUNGEN: 97
5.5.3 SKALIERUNG VON WELLENLEITERN MIT NICHT-TEM-WELLEN 97
5.5.4 SKALIERUNG VON DREIDIMENSIONALEN LEITERSTRUKTUREN TEM- ODER
QUASI-TEM-WELLENTYPEN 97
5.5.5 GLEICHZEITIGE SKALIERUNG VON WELLENLAENGE UND DIMENSION BEI
DREIDIMENSIONALEN LEITERSTRUKTUREN 97
LITERATUR 98
6. WELLENPARAMETERDARSTELLUNG VON LINEAREN MEHRTOREN 99
6.1 WELLENGROESSEN 99
6.2 STREUMATRIZEN VON ZWEITOREN 101
6.3 DIE TRANSFERMATRIX 103
6.4 ERWEITERUNG AUF MEHRTORE 104
6.5 UMRECHNUNG ZWISCHEN S- UND Z-MATRIZEN 105
6.6 REZIPROKE MEHRTORE 108
6.7 STREUPARAMETER VON VERLUSTFREIEN MEHRTOREN 108
6.8 VERZWEIGUNGEN 109
6.9 VERAENDERUNG DER STREUMATRIX DURCH VERSCHIEBUNG DER BEZUGSEBENE 111
LITERATUR 112
7. HOCHFREQUENZTRANSFORMATOREN UND SYMMETRIERGLIEDER 113
7.1 ANPASSUNG MIT KONZENTRIERTEN ELEMENTEN 113
7.2 EIN- UND MEHRSTUFIGE TRANSFORMATOREN MIT */4-LEITUNGEN 116
7.2.1 DER EINSTUFIGE */4-TRANSFORMATOR 116
7.2.2 ZWEISTUFIGER TRANSFORMATOR MIT GEOMETRISCHER STUFUNG 117
7.2.3 MEHRSTUFIGE TRANSFORMATOREN, TAPER 119
7.2.4 KOMPENSIERTER 1/4-TRANSFORMATOR 122
7.3 GRENZEN DER ANPASSUNG VON REAKTIVEN IMPEDANZEN 124
7.4 VARIABLE ANPASSUNGEN 126
7.5 UEBERGANG ZWISCHEN SYMMETRISCHEN UND UNSYMMETRISCHEN LEITUNGEN 128
LITERATUR 130
8. HYBRIDE UND RICHTKOPPLER 131
8.1 DER IDEALE PARALLEL-LEITUNGSKOPPLER 131
8.2 KENNGROESSEN REALER RICHTKOPPLER 137
8.3 BREITBANDIGE PARALLEL-LEITUNGSKOPPLER 137
8.4 SYMMETRISCHE SCHALTUNGEN: SPROSSENKOPPLER 139
8.5 DER SYMMETRISCHE PARALLEL-LEITUNGSKOPPLER 143
8.5.1 DIMENSIONIERUNG VON PARALLEL-LEITUNGSKOPPLERN MIT
STREIFENLEITUNGEN 145
8.6 WILKINSON-TEILER 147
LITERATUR 149
9. ANHANG 151
9.1 BESSELSCHE DIFFERENTIALGLEICHUNG, BESSELFUNKTIONEN UND
HANKELFUNKTIONEN 151
9.2 SIGNALFLUSSDIAGRAMM 160
SACHWORTVERZEICHNIS 166
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