Die Analyse von zylinderkonformen und quasi-zylinderkonformen Antennen in Streifenleitungstechnik:
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Köln
DLR
2002
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2002,25 |
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|---|---|
| adam_text | DEUTSCHES ZENTRUM
FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V.
FORSCHUNGSBERICHT 2002-25
DIE ANALYSE VON ZYLINDERKONFORMEN
UND QUASI-ZYLINDERKONFORMEN
ANTENNEN IN STREIFENLEITUNGSTECHNIK
MICHAEL THIEL
INSTITUT FUER KOMMUNIKATION UND
NAVIGATION
OBERPFAFFENHOF EN
200 SEITEN
97 BILDER
7 TABELLEN
120 LITERATURSTELLEN
DLR
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 KONFORME STREIFENLEITUNGSANTENNEN 5
2.1 BERECHNUNGSVERFAHREN DURCH MODELLBILDUNG 6
2.2 NUMERISCHE BERECHNUNGSVERFAHREN 7
3 FELDBERECHNUNG ZYLINDRISCHER STREIFENLEITUNGSSTRUKTUREN 13
3.1 NORMIERUNG 15
3.2 FELDGLEICHUNGEN UND DEREN MATRIXFORMULIERUNGEN 15
3.3 ERSATZSCHALTBILD 23
3.3.1 BEISPIELE FUER SYSTEMGLEICHUNGEN 25
3.4 DIE GREEN SEHE DYADE IM SPEKTRALBEREICH 27
3.5 DIE GREEN SEHE DYADE IM ORTSBEREICH FUER KREISFOERMIG GESCHLOSSENE ZY-
LINDER 30
3.6 MODENENTWICKLUNG DER GREEN SEHEN DYADE FUER ZYLINDRISCHE SEKTORSTRUK-
TUREN 32
3.7 EIGENSCHAFTEN DER DYADISCHEN GREEN SEHEN FUNKTION 36
3.7.1 SYMMETRIEEIGENSCHAFTEN 36
3.7.2 VERZWEIGUNGSSCHNITT 37
3.7.3 OBERFLAECHENWELLEN DIELEKTRISCHER WELLENLEITER 38
3.7.4 OBERFLAECHENWELLEN VON STREIFENLEITUNGSSTRUKTUREN 40
3.7.5 LECKWELLEN 44
3.8 ASYMPTOTISCHE NAEHERUNGEN DER GREEN SEHEN DYADE IM SPEKTRALBEREICH 45
3.8.1 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN FUER K
Z
* OO 46
3.8.2 ASYMPTOTISCHES VERHALTEN FUER |I/I| * OO 49
3.8.3 ASYMPTOTEN FUER APERTURGEKOPPELTE STRUKTUREN 50
3.9 BERECHNUNG DER DYADISCHEN GREEN SEHEN FUNKTION IM ORTSBEREICH ... 51
3.9.1 INTEGRATION ENTLANG DER REELLEN ACHSE 51
3.9.2 INTEGRATION ENTLANG DES SDP
2
-PFADES 55
3.9.3 GREEN SEHE DYADE IM ORTSBEREICH : 56
VI
DAS INTEGRALGLEICHUNGSVERFAHREN ZUR BERECHNUNG DER STROMDICHTEVERTEILUNG
61
4.1 AEQUIVALENTE FLAECHENSTROMDICHTE 61
4.2 DIE INTEGRALDARSTELLUNG DES FELDES MIT DER GREEN SEHEN DYADE 63
4.3 AUFSTELLEN EINER INTEGRALGLEICHUNG 63
4.4 ANWENDEN DER MOMENTENMETHODE 64
4.4.1 DIE MOMENTENMETHODE 64
4.4.2 NUMERISCHE LOESUNG DER INTEGRALGLEICHUNG MITTELS DER MOMEN-
TENMETHODE 66
4.4.3 AUSWAHLKRITERIEN FUER BASISFUNKTIONEN 68
4.4.4 SATTELDACH-BASISFUNKTIONEN ZUR ENTWICKLUNG DER QUELLEN AUF ME-
TALLISIERUNGEN 69
4.4.5 SATTELDACH-BASISFUNKTIONEN ZUR ENTWICKLUNG DER FELDER IN APER-
TUREN 71
4.4.6 DIE REAKTIONSMATRIX MIT SATTELDACH-BASISFUNKTIONEN 72
4.5 BESTIMMUNG DER REAKTIONSINTEGRALE 74
4.5.1 ORTSBEREICHSINTEGRATION 74
4.5.2 SPEKTRALBEREICHSINTEGRATION 75
4.5.3 SPEKTRALBEREICHSINTEGRATION BEI ELEKTRISCHEN ODER MAGNETISCHEN
WAENDEN IN AZIMUT 78
4.5.4 NUMERISCHE BERECHNUNG DER REAKTIONSINTEGRALE 81
4.6 ANREGUNGSMECHANISMUS UND EINGANGSIMPEDANZ 83
4.7 WEITERE KENNGROESSEN VON STREIFENLEITUNGSANTENNEN 87
4.7.1 RESONANZFREQUENZ UND BANDBREITE 87
4.7.2 DAS FERNFELD 88
4.7.3 RICHTFAKTOR, WIRKUNGSGRAD UND GEWINN 90
4.7.4 DIE STREUMATRIX EINER GRUPPENANTENNE 91
4.8 DIREKT GEKOPPELTE STREIFENLEITUNGSANTENNEN 92
4.8.1 Z-POLARISIERTER STRAHLER AUF EINEM AZIMUTAL GESCHLOSSENEN ZYLINDER
93
4.8.2 (/^-POLARISIERTER STRAHLER AUF EINEM AZIMUTAL GESCHLOSSENEN UND
EINEM HALBEN ZYLINDER 96
4.8.3 Z-POLARISIERTER STRAHLER AUF EINEM AZIMUTAL GESCHLOSSENEN UND
EINEM HALBEN ZYLINDER 100
4.8.4 EINGANGSIMPEDANZ ALS FUNKTION DES RADIUS 103
4.8.5 VERKOPPLUNG ZWEIER STRAHLER 104
4.8.6 RICHTWIRKUNG AUF ZYLINDERSEGMENTEN 108
4.8.7 STRAHLUNGSDIAGRAMM ALS FUNKTION DES RADIUS 109
STREIFENLEITUNGSANTENNEN AUF QUASI-ZYLINDRISCHEN STRUKTUREN 113
5.1 DEFINITION QUASI-ZYLINDRISCHER STRUKTUREN 114
VU
5.2 DIE INTEGRALDARSTELLUNG DES FELDES UND DAS GREEN SEHE THEOREM 114
5.3 STOERTHEORETISCHE DYADISCHE GREEN SEHE FUNKTION 118
5.3.1 STOERUNG DER GREEN SEHEN DYADE IM SPEKTRALBEREICH 119
5.4 INTEGRALGLEICHUNG UND REAKTIONSBERECHNUNG QUASI-ZYLINDRISCHER STRUK-
TUREN 123
5.4.1 WAHL DER BASISFUNKTIONEN 124
5.4.2 REAKTIONSINTEGRALE 124
5.4.3 DISKRETISIERUNGSGITTER MIT SATTELDACH-BASISFUNKTIONEN 125
5.5 ANALYSE VON STREIFENLEITUNGSANTENNEN AUF QUASI-ZYLINDRISCHEN
STRUKTUREN 128
5.6 DIREKT GEKOPPELTE QUASI-ZYLINDRISCHE STREIFENLEITUNGSANTENNEN 129
6 ZUSAMMENFASSUNG 137
LITERATURVERZEICHNIS 139
A DYADISCHE GREEN SCHE FUNKTIONEN UND SYSTEMGLEICHUNGEN FUER VERSCHIEDEN
GESCHICHTETE STRUKTUREN 147
A.L DIELEKTRISCHE WELLENLEITER 147
A.L.L ZWEIFACH GESCHICHTETER DIELEKTRISCHER WELLENLEITER 147
A. 1.2 ZWEIFACH GESCHICHTETER DIELEKTRISCHER WELLENLEITER MIT GRUNDME-
TALLISIERUNG 148
A.2 STREIFENLEITUNGSSTRUKTUREN 149
A.2.1 EINFACH GESCHICHTETE STREIFENLEITUNGSSTRUKTUR 149
A.2.2 ZWEIFACH GESCHICHTETE STREIFENLEITUNGSSTRUKTUR 149
A.2.3 ELEKTRODYNAMISCH GEKOPPELTE STREIFENLEITUNGSSTRUKTUR 149
A.2.4 APERTURGEKOPPELTE STREIFENLEITUNGSSTRUKTUR 151
B VEKTORDARSTELLUNG DER GREEN SCHEN DYADE 155
C LOESUNG STARK OSZILLIERENDER INTEGRALE MIT DER SATTELPUNKTSMETHODE 157
C.L INTEGRATION MIT REELLER VARIABLEN ENTLANG DES SDPI-WEGES 159
C.2 INTEGRATION MIT REELLER VARIABLEN ENTLANG DES SDP
2
-WEGES 160
D LOESUNG DER ASYMPTOTISCHEN INTEGRALE ZUR TRANSFORMATION DER GREEN SCHEN
DYADE IN DEN ORTSBEREICH 163
E LOESUNG DER ASYMPTOTISCHEN REAKTIONSINTEGRALE DER
SPEKTRALBEREICHSINTEGRA-
TION 165
E.L ASYMPTOTISCHE REAKTIONSINTEGRALE MIT DYADISCHEN
GREEN SCHEN FUNKTIONEN IN SCHICHTGRENZEN MIT STROMFUEHRENDEN METAL-
LISIERUNGEN 165
VU1
E.2 ASYMPTOTISCHE REAKTIONSINTEGRALE MIT
DYADISCHEN GREEN SCHEN FUNKTIONEN IN APERTUREN 168
F DAS FERNFELD EINER PUNKTQUELLE UND DIE METHODE DER STATIONAEREN PHASE
171
F.L KREISFOERMIG GESCHLOSSENER ZYLINDER 172
F.2 FERNFELD BEI ELEKTRISCHEN WAENDEN IN AZIMUT 176
G FOTOS DER ANTENNEN 179
H LISTE DER FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 185
I LEBENSLAUF DES AUTORS 193
J DANKSAGUNG 195
SACHREGISTER 197
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