Hochfrequenztechnik: Grundlagen der mobilen Kommunikationstechnik
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2019]
|
| Ausgabe: | 3., aktualisierte Auflage |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 332 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
| ISBN: | 9783446459502 3446459502 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | INHALT
Q
EINLEITUNG
.........................................................................................
15
1.1
HOCHFREQUENZANWENDUNGEN
..................................................................................
15
1.2
FREQUENZBEREICHE
....................................................................................................
18
1.3
HOCHFREQUENZTECHNISCHE
ERSCHEINUNGEN
..............................................................
19
1.3.1
ELEKTRISCH
KURZE
LEITUNGEN
...........................................................................
20
1.3.2
LEITUNGEN
MIT
EINER
LAENGE
IN
DER
GROESSENORDNUNG
DER
WELLENLAENGE
........
22
1.3.3
ANTENNEN
UND
ABSTRAHLUNG
ELEKTROMAGNETISCHER
WELLEN
..........................
22
1.4
AUSBLICK
AUF
DIE
FOLGENDEN
KAPITEL
.........................................................................
23
0
ELEKTROMAGNETISCHE
FELDER
UND
WELLEN
.........................................
25
2.1
PHYSIKALISCHE
UND
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
.....................................................
25
2.1.1
ELEKTROSTATISCHE
FELDGROESSEN
.........................................................................
25
2.1.1.1
ELEKTRISCHE FELDSTAERKE
UND
SPANNUNG
............................................
25
2.1.1.2
POLARISATION
UND
RELATIVE
DIELEKTRIZITAETSZAHL
.................................
29
2.1.1.3
VERHALTEN
BEI
WECHSELSTROM
...........................................................
30
2.1.1.4
DIELEKTRISCHE
VERSCHIEBUNGSDICHTE
................................................
31
2.1.1.5
ELEKTRISCHE FELDENERGIE
UND
KAPAZITAET
...........................................
31
2.1.2
STATIONAERE
ELEKTRISCHE
STROEMUNGSFELDER
UND
MAGNETISCHE
FELDER
............
32
2.1.2.1
STROMDICHTE,
LEISTUNGSDICHTE
UND
WIDERSTAND
.............................
32
2.1.2.2
MAGNETISCHE
FELDSTAERKE
UND
MAGNETISCHES
VEKTORPOTENTIAL
........
34
2.1.2.3
MAGNETISCHE
FELDENERGIE
UND
INDUKTIVITAET
....................................
36
2.1.2.4
LORENTZ-KRAFT
...................................................................................
36
2.1.3
VEKTORANALYTISCHE
OPERATOREN
.....................................................................
37
2.1.3.1
DIVERGENZ
........................................................................................
37
2.1.3.2
ROTATION
...........................................................................................
37
2.2
MAXWELLSCHE
GLEICHUNGEN
......................................................................................
38
2.2.1
DIFFERENTIALFORM
FUER
ALLGEMEINE
ZEITABHAENGIGKEIT
.....................................
38
2.2.2
DIFFERENTIALFORM
FUER
HARMONISCHE
ZEITABHAENGIGKEIT
...................................
39
2.2.3
INTEGRALFORM
..................................................................................................
40
2.2.4
MATERIALGLEICHUNGEN
....................................................................................
42
2.2.5
VERHALTEN
AN
MATERIALGRENZEN
.....................................................................
44
8
INHALT
2.3
EINTEILUNG
ELEKTROMAGNETISCHER
FELDPROBLEME
.....................................................
46
2.3.1
STATISCHE
FELDER
.............................................................................................
46
2.3.2
QUASISTATISCHE
FELDER
...................................................................................
46
2.3.3
SCHNELL
VERAENDERLICHE
FELDER
........................................................................
47
2.4
SKINEFFEKT
.............................................................................................
,
47
2.5
ELEKTROMAGNETISCHE
WELLEN
.....................................................................................
50
2.5.1
WELLENGLEICHUNG
UND
EBENE
WELLEN
.............................................................
50
2.5.2
POLARISATION
....................................................................................................
54
2.5.2.1
LINEARE
POLARISATION
........................................................................
55
2.5.2.2
ZIRKULARE
POLARISATION
.......................................................................
55
2.5.2.3
ELLIPTISCHE
POLARISATION
....................................................................
55
2.5.3
REFLEXION
UND
BRECHUNG
AN
EBENEN
GRENZFLAECHEN
......................................
56
2.5.3.1
SENKRECHTER
EINFALL
...........................................................................
57
2.5.3.2
SCHRAEGER
EINFALL
............................................................
59
2.5.4
KUGELWELLEN
....................................................................................................
64
2.6
ZUSAMMENFASSUNG
..................................................................................................
65
2.7
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
66
Q
LEITUNGSTHEORIE
UND
SIGNALE
AUF
LEITUNGEN
...................................
68
3.1
LEITUNGSTHEORIE
........................................................................................................
68
3.1.1
ERSATZSCHALTBILD
EINES
KURZEN
LEITUNGSSTUECKS
............................................
68
3.1.2
TELEGRAPHENGLEICHUNG
..................................................................................
70
3.1.3
SPANNUNGS-
UND
STROMWELLEN
AUF
LEITUNGEN
..............................................
72
3.1.4
EINSEITIG
ABGESCHLOSSENE
LEITUNG
................................................................
75
3.1.5
EINGANGSIMPEDANZ
EINER
ABGESCHLOSSENEN
LEITUNG
...................................
77
3.1.6
VERLUSTLOSE
LEITUNGEN
...................................................................................
79
3.1.7
LEITUNGEN
MIT
GERINGEN
VERLUSTEN
................................................................
81
3.1.8
VERSCHIEDENE
LEITUNGSABSCHLUESSE
EINER
VERLUSTLOSEN
LEITUNG
...................
82
3.1.8.1
ANGEPASSTE
LEITUNG
..........................................................................
83
3.1.8.2
KURZGESCHLOSSENE
LEITUNG
..............................................................
84
3.1.8.3
LEERLAUFENDE
LEITUNG
.......................................................................
86
3.1.8.4
ALLGEMEINER
ABSCHLUSS
....................................................................
88
3.1.9
VERLUSTLOSE
LEITUNGEN
ALS
IMPEDANZTRANSFORMATOREN
................................
89
3.1.9.1
DER
A/4-TRANSFORMATOR
....................................................................
89
3.1.9.2
DER
A/2-TRANSFORMATOR
....................................................................
89
3.1.10
REFLEXIONSFAKTOR
EINER
VERLUSTLOSEN
LEITUNG
...............................................
90
3.1.11
SMITH
-
CHART-
DIAGRAMM
...............................................................................
93
3.2
ZEITSIGNALE
AUF
LEITUNGEN
.........................................................................................
98
INHALT
9
3.2.1
SPRUNGFOERMIGE
SIGNALE
..................................................................................
98
3.2.1.1
ANGEPASSTE
QUELLE
UND
ANGEPASSTER
ABSCHLUSS
.............................
98
3.2.1.2
ANGEPASSTE
QUELLE
UND
FEHLANGEPASSTER
(RESISTIVER)
ABSCHLUSS
....
100
3.2.1.3
ANGEPASSTE
QUELLE
UND
FEHLANGEPASSTER
(REAKTIVER)
ABSCHLUSS
....
102
3.2.1.4
FEHLANPASSUNG
AN
QUELLE
UND
LAST
................................................
104
3.2.2
RECHTECKFOERMIGE
SIGNALE
.............................................................................
107
3.3
AUGENDIAGRAMM
......................................................................................................
108
3.4
ZUSAMMENFASSUNG
..................................................................................................
111
3.5
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
112
Q
WELLENLEITER
........................................................................................
114
4.1
UEBERBLICK
UEBER
TECHNISCH
BEDEUTSAME
LEITUNGSTYPEN
..........................................
114
4.2
KOAXIALLEITUNGEN
......................................................................................................
116
4.2.1
INDUKTIVITAETSBELAG
UND
LEITUNGSWELLENWIDERSTAND
....................................
117
4.2.2
DAEMPFUNG
BEI
SCHWACHEN
VERLUSTEN
...........................................................
119
4.2.2.1
METALLISCHE
VERLUSTE
........................................................................
120
4.2.2.2
DIELEKTRISCHE
VERLUSTE
.....................................................................
120
4.2.3
NUTZBARER
FREQUENZBEREICH
.........................................................................
121
4.2.4
ANWENDUNGSGEBIETE
......................................................................................
123
4.3
MIKROSTREIFENLEITUNGEN
(
MICROSTRIP
)
......................................................................
123
4.3.1
WELLENWIDERSTAND
UND
EFFEKTIVE
PERMITTIVITAETSZAHL
....................................
124
4.3.2
DISPERSION
UND
NUTZBARER
FREQUENZBEREICH
..........................
127
4.3.3
ANWENDUNGSGEBIETE
......................................................................................
128
4.4
STREIFENLEITUNG
(
STRIPLINE
)
.......................................................................................
128
4.4.1
LEITUNGSWELLENWIDERSTAND
...........................................................................
129
4.4.2
NUTZBARER
FREQUENZBEREICH
........................................................................
129
4.4.3
ANWENDUNGSGEBIETE
......................................................................................
130
4.5
RECHTECKHOHLLEITER
..................................................................................................
130
4.5.1
ALLGEMEINE
UEBERLEGUNGEN
............................................................................
131
4.5.2
DIE
HIO-GRUNDWELLE
......................................................................................
134
4.5.3
HOEHERE
WELLENTYPEN
....................................................................................
137
4.5.4
EINSATZGEBIETE
VON
HOHLLEITERN
....................................................................
138
4.5.5
ANREGUNG
VON
HOHLLEITERWELLEN
..................................................................
139
4.5.6
HOHLRAUMRESONATOREN
.......................................
140
4.6
ZWEIDRAHTLEITUNG
.....................................................................................................
142
4.6.1
LEITUNGSWELLENWIDERSTAND
...........................................................................
143
4.6.2
ANWENDUNGSGEBIETE
......................................................................................
143
4.7
DREILEITERSYSTEME
.....................................................................................................
144
10
INHALT
4.7.1
GLEICH-UND
GEGENTAKTWELLEN
.......................................................................
144
4.7.2
LEITUNGSWELLENWIDERSTAENDE
UND
AUSBREITUNGSKONSTANTEN
........................
146
4.7.3
LEITUNGSABSCHLUSS
.........................................................................................
149
4.8
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
149
Q
STREU
PARAMETER..................................................................................
151
5.1
MEHRTORGLEICHUNGEN
IN
MATRIXFORM
........................................................................
151
5.2
DEFINITION
VON
WELLENGROESSEN
..................................................................................
152
5.3
STREUPARAMETER
UND
LEISTUNG
..................................................................................
154
5.4
SPEZIELLE
EIGENSCHAFTEN
VON
SCHALTUNGEN
..............................................................
157
5.4.1
ANPASSUNG
.....................................................................................................
157
5.4.2
LEISTUNGSANPASSUNG
......................................................................................
158
5.4.3
REZIPROZITAET
(UEBERTRAGUNGSSYMMETRIE)
......................................................
159
5.4.4
SYMMETRIE
...................................................................................
160
5.4.5
VERLUSTLOSIGKEIT
BEI
PASSIVITAET
.......................................................................
160
5.4.6
RUECKWIRKUNGSFREIHEIT
...................................................................................
161
5.4.7
BESONDERE
BEDINGUNGEN
BEI
DREITOREN
.......................................................
161
5.5
BERECHNUNG
VON
STREUMATRIZEN
..............................................................................
161
5.5.1
REFLEXIONSFAKTOREN
.........................................................................................
162
5.5.2
TRANSMISSIONSFAKTOREN
..................................................................................
162
5.5.3
UMNORMIERUNG
EINER
STREUMATRIX
AUF
ANDERE
TORWIDERSTAENDE
.................
165
5.6
SIGNALFLUSSMETHODE
.................................................................................................
166
5.7
MESSUNG
VON
STREUPARAMETERN
...............................................................................
172
5.8
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
175
Q
HOCHFREQUENZBAUELEMENTE
UND
-SCHALTUNGEN
..............................
178
6.1
ERSATZSCHALTBILDER
KONZENTRIERTER
BAUELEMENTE
.....................................................
178
6.1.1
WIDERSTAENDE
..................................................................................................
178
6.1.2
KONDENSATOREN
..............................................................................................
180
6.1.3
SPULEN
............................................................................................................
182
6.2
LEITUNGSRESONATOREN
................................................................................................
183
6.2.1
A/2-RESONATOR
................................................................................................
184
6.2.2
A/4-RESONATOR
................................................................................................
185
6.3
ANPASSSCHALTUNGEN
..................................................................................................
187
6.3.1
LC-ANPASSNETZWERKE
....................................................................................
188
6.3.2
ANPASSUNG
MIT
LEITUNGEN
............................................................................
190
6.3.2.1
A/4-TRANSFORMATOR
...........................................................................
190
6.3.2.2
STICHLEITUNG
UND
BUTTERFLY-STUBS
.....................................................
192
INHALT
11
6.4
FILTER
..........................................................................................................................
194
6.4.1
KLASSISCHER
LC-FILTERENTWURF
MIT
INDUKTIVITAETEN
UND
KAPAZITAETEN
...........
194
6.4.2
ENTWURF
VON
BUTTERWORTH-FILTERN
.................................................................
196
6.4.2.1
FILTER
MIT
TIEFPASSVERHALTEN
............................................................
196
6.4.2.2
FILTER
MIT
HOCHPASSVERHALTEN
.........................................................
199
6.4.2.Z
FILTER
MIT
BANDPASSVERHALTEN
..........................................................
201
6.5
LEITUNGSFILTER
............................................................................................................
203
6.5.1
SEITENGEKOPPELTE
FILTER
^EDGE-COUPLED-LINE-I TET)
....................................
204
6.5.2
SEITENGEKOPPELTE
FILTER
(HAIRPIN-
FILTER)
......................................................
208
6.5.3
STEPPED-IMPEDANCE-
FILTER
............................................................................
209
6.5.4
METALLISCH
GESCHIRMTE
FILTER
(GEHAEUSERESONANZEN)
...................................
210
6.5.5
HOHLLEITUNGSFILTER
..........................................................................................
211
6.6
ZIRKULATOREN
.............................................................................................................
212
6.7
LEISTUNGSTEILER
.........................................................................................................
214
6.7.1
WILKINSON-LEISTUNGSTEILER
............................................................................
214
6.7.2
LEISTUNGSTEILER
MIT
UNGLEICHER
LEISTUNGSAUFTEILUNG
...................................
216
6.8
BRANCHLINE-KOPPLER
.................................................................................................
217
6.8.1
KONVENTIONELLER
3-DB-KOPPLER
.....................................................................
217
6.8.2
UNGLEICHE
LEISTUNGSAUFTEILUNG
UND
IMPEDANZTRANSFORMATION
.................
220
6.9
RAT-RACE-
KOPPLER
.....................................................................................................
222
6.10
RICHTKOPPLER
............................................................................................................
223
6.11
SYMMETRIERGLIEDER
....................................................................................................
225
6.12
ELEKTRONISCHE
SCHALTUNGEN
......................................................................................
227
6.12.1
MISCHER
..........................................................................................................
229
6.12.2
VERSTAERKER
UND
OSZILLATOREN
.........................................................................
231
6.13
MODERNE
HF-ENTWURFSWERKZEUGE
...........................................................................
233
6.13.1
HF-SCHALTUNGSSIMULATOREN
...........................................................................
233
6.13.2
ELEKTROMAGNETISCHE
3D-FELDSIMULATION
......................................................
233
6.14
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
237
Q
ANTENNEN
...........................................................................................
239
7.1
GRUNDBEGRIFFE
UND
KENNGROESSEN
...............
.............................................................
239
7.1.1
ANTENNEN
ALS
WELLENTYPWANDLER
..................................................................
239
7.1.2
NAHFELD
UND
FERNFELD
...................................................................................
240
7.1.3
ISOTROPER
KUGELSTRAHLER
................................................................................
241
7.1.4
KENNGROESSEN
FUER
DAS
STRAHLUNGSFELD
EINER
ANTENNE
....................................
242
7.1.5
ANPASSUNG
UND
BANDBREITE
.........................................................................
247
7.2
PRAKTISCHE
ANTENNENBAUFORMEN
............................................................................
248
12
INHALT
7.3
MATHEMATISCHE
BEHANDLUNG
DES
HERTZSCHEN
DIPOLS
............................................
251
7.4
DRAHTANTENNEN
........................................................................................................
255
7.4.1
HALBWELLENDIPOL
............................................................................................
256
7.4.2
MONOPOL
........................................................................................................
258
7.4.3
VERKUERZUNG
VON
MONOPOLANTENNEN
.............................................................
259
7.5
PLANARE
ANTENNEN
....................................................................................................
260
7.5.1
RECHTECKIGE
PATCH-ANTENNE
........................................................................
261
7.5.1.1
ABSTRAHLUNG
EINES
PATCH-ELEMENTES
...............................................
261
7.5.1.2
RESONANZFREQUENZ
UND
PATCH-
ABMESSUNGEN
................................
262
7.5.1.3
SPEISUNG
VON
POETC/Z-ANTENNEN
.......................................................
263
7.5.2
PATCH-ANTENNEN
MIT
ZIRKULARER
POLARISATION
...............................................
266
7.5.3
PLANARE
DIPOL-
UND
INVERTED-F-
ANTENNEN
...................................................
268
7.6
GRUPPENANTENNEN
....................................................................................................
270
7.6.1
EINZELCHARAKTERISTIK
UND
GRUPPENFAKTOR
..................................
270
7.6.2
PHASENGESTEUERTE
ANTENNEN
........................................................................
274
7.6.3
STRAHLFORMUNG
................................................................................................
279
7.7
WEITERE
ANTENNENKONZEPTE
.....................................................................................
282
7.8
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
283
Q|
FUNKWELLEN
........................................................................................
284
8.1
WELLENAUSBREITUNGSEFFEKTE
......................................................................................
284
8.1.1
REFLEXION
UND
BRECHUNG
...............................................................................
284
8.1.2
ABSORPTION
.....................................................................................................
285
8.1.3
BEUGUNG
.........................................................................................................
285
8.1.4
STREUUNG
........................................................................................................
287
8.1.5
DOPPLER-EFFEKT
..............................................................................................
288
8.2
EINFACHE
AUSBREITUNGSSZENARIEN
............................................................................
291
8.2.1
FREIRAUMAUSBREITUNG
....................................................................................
291
8.2.2
DAEMPFUNG
VON
WELLEN
IN
LUFT
.......................................................................
293
8.2.3
AUSBREITUNG
UEBER
EBENEM
GRUND
(ZWEIWEGEAUSBREITUNG)
........................
294
8.2.4
RICHTFUNKSTRECKEN
.........................................................................................
297
8.2.5
GESCHICHTETE
MEDIEN
....................................................................................
299
8.3
KOMPLEXE
UMGEBUNGEN
..........................................................................................
301
8.3.1
MEHRWEGEAUSBREITUNG
..................................................................................
301
8.3.2
CLUTTER
FACTOR-
MODELL
...................................................................................
304
8.3.3
OKUMURA-HATA-MODEL
..................................................................................
305
8.3.4
PHYSIKALISCHE
MODELLE
UND
NUMERISCHE
FELDBERECHNUNG
.........................
306
8.4
ZUSAMMENFASSUNG
..................................................................................................
309
8.5
UEBUNGSAUFGABEN
.....................................................................................................
310
INHALT
13
Q
ANHANG
..............................................................................................
311
A.1
KOORDINATENSYSTEME
...............................................................................................
311
A.1.1
KARTESISCHES
KOORDINATENSYSTEM
.................................................................
312
A.1.2
ZYLINDERKOORDINATENSYSTEM
.........................................................................
313
A.1.3
KUGELKOORDINATENSYSTEM
.............................................................................
314
A.2
LOGARITHMISCHE
DARSTELLUNG
VON
TECHNISCHEN
GROESSEN
.........................................
315
A.2.1
DIMENSIONSLOSE
GROESSEN
.............................................................................
315
A.2.2
RELATIVE
UND
ABSOLUTE
PEGEL
.........................................................................
316
A.2.3
PEGELPLAN
EINER
UEBERTRAGUNGSSTRECKE
..........................................................
316
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
.........................................................
318
LITERATUR
...................................................................................................
323
INDEX
........................................................................................................
327
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