Hochfrequenztechnik und Elektromagnetische Verträglichkeit

Vorlesung Hochfrequenztechnik und Elektromagnetische Wellen

Die Veranstaltung umfasst 5 Semesterwochenstunden und richtet sich an Studierende

  • im 4. Semester des Bachelor-Studienganges Informations- und Elektrotechnik,
  • im 6. Semester des dualen Bachelor-Studienganges KIS-Elektrotechnik  (Vertiefungsrichtung Informations- und Kommunikationstechnik, in Verbindung mit Praktikum Hochfrequenztechnik).

Vermittelt wird das für die Auswahl und den Einsatz hochfrequenztechnischer Komponenten in Systemen der Informations- und Kommunikationstechnik und in industriellen Anwendungen benötigte Grundwissen.  Zugleich soll die Fähigkeit zur selbstständigen Anwendung der im Grundstudium erlernten mathematischen und elektrotechnischen Konzepte zur Lösung technischer Problemstellungen vertieft werden.

Inhalt der Veranstaltung:

  1. Einführung 

    Grundlagen zeitabhängiger elektromagnetischer Felder. Durchflutungs- und Induktionsgesetz. Materialgleichungen. Grenzen des Spannungskonzeptes. 

  2. Wellenausbreitung auf Leitungen

    Leitungsgleichungen. Telegraphengleichung. Ideale Leitung (Zeitbereichsbeschreibung). Leitungsparameter. Verlustbehaftete Leitung (Frequenzbereichsbeschreibung). Stehwellen. Die Leitung als Zweitor, Leitungstransformation, Smith-Chart.

  3. Streuparameter und Netzwerkanalyse

    Wellengrößen. Streuparameter passiver und aktiver Bauelemente. Messung von Streuparametern. Eigenschaften der Streumatrix reziproker bzw. verlustfreier Mehrtore. Signalflussdiagramm.

  4. Schaltungen aus passiven Bauelementen

    Resonanzkreise. Gekoppelte Resonanzkreise. Filtercharakteristiken und Filterentwurf anhand von Prototypen. Impedanztranformation. Balun. Ersatzschaltbilder realer Bauelemente.

  5. Nichtlineare Komponenten

    Signalkompression. Harmonische. Intermodulation, intercept points.

  6. Rauschen

    Thermisches Rauschen, Grundbegriffe und Ersatzschaltbilder.  Rauschleistungsdichte. Störabstand. Rauschzahl einer Kettenschaltung.

  7. Elektromagnetische Wellen

    Differentialform der Maxwellschen Gleichungen. Ebene Wellen. Poynting Vektor.

 
Umfangreiche Unterlagen zur Vorlesung und Übungsaufgaben stehen den Studierenden im StudIP zur Verfügung.