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2020 | Buch

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Mikrowellentechnik

Feldsimulation, nichtlineare Schaltungstechnik, Komponenten und Subsysteme, Plasmatechnik, Antennen und Ausbreitung

verfasst von: Prof. Dr. Holger Heuermann

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Das Buch behandelt die verschiedenen numerischen Feldsimulationsverfahren, nichtlineare Schaltungstechnik und deren S- und X-Parameter sowie modernste Leistungsverstärkertechniken. Weiterhin werden neuartig dargestellte Oszillatoren und das große neue Feld der GHz-Plasmatechnik beschrieben. Darüber hinaus deckt es mit den Themen Hohlleiter, Mischer, Phasenregelkreise, Antennen und Ausbreitungseffekte in Kombination mit dem Bachelor-Buch „Hochfrequenztechnik“ alle Aspekte ab, die den aktuellen Stand der GHz-Technik betreffen.Die in diesem Lehrbuch vorgestellte Mikrowellenelektronik und -technik fasst somit die moderne Technik der elektromagnetischen sowie nichtlinearen Grundlagen, die im ein- und zweistelligen GHz-Bereich für Funk-, Navigations-, Lokalisierungs-, Mess-, Heiz- und sonstige Systeme benötigt werden, zusammen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Hohlleiter

Zusammenfassung

Bis 1970 waren die so genannten Hohlleiter die am Häufigsten eingesetzten Leitersysteme in der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik. Alle überwiegend militärischen Anwendungen wie auch die Richtfunksysteme verwendeten Hohlleiter. Hohlleiter waren das am meisten genutzte Leitungssystem im GHz-Bereich.

Holger Heuermann

Kapitel 2. Grundlagen der Feldsimulation

Zusammenfassung

In den letzten Jahrzehnten wurde eine Vielzahl von Softwarelösungen entwickelt, die es dem Mikrowellentechniker ermöglichen elektromagnetische Feldprobleme mit guter und sehr guter Qualität zu berechnen und somit gute Vorhersagen zu treffen.

Holger Heuermann

Kapitel 3. Grundlagen der nichtlinearen HF-Technik

Zusammenfassung

In der Hochfrequenzelektronik kann man die einfache Aussage treffen, dass jede Schaltung nichtlinear ist.

Holger Heuermann

Kapitel 4. Leistungsverstärker

Zusammenfassung

Schlagwörter wie das so genannte Software Defined Radio, (SDR) suggerieren, dass die die Entwicklung von Hardwarekomponenten anscheinend abnimmt.

Holger Heuermann

Kapitel 5. Oszillatoren

Zusammenfassung

Wenn aktive Hochfrequenzschaltungen oszillieren, dann entsteht mindestens ein monofrequentes Ausgangssignal. Dieses ist oft bereits beim Entwurf eines HF-Verstärkers zu beobachten. Leider schwingen derartige ungewollte Oszillatoren nicht bei einer gewünschten Frequenz und auch die anderen Eigenschaften der Oszillation sind nur ungenügend.

Holger Heuermann

Kapitel 6. Detektoren und Mischer

Zusammenfassung

In der Anfangsphase der Mikrowellentechnik waren die Detektoren die einzigen Bauelemente, mit denen eine Information des Mikrowellensignales in den Elektronikbereich transferiert wurde.

Holger Heuermann

Kapitel 7. Phasenregelkreise und Synthesegeneratoren

Zusammenfassung

Die Anbindung eines Hochfrequenzsignales an einem Quarzoszillator mit hoher Frequenzstabilität und geringen Rauschen brachte in den 70er Jahren einen riesigen Innovationssprung für die Funksysteme. Die zugehörige Schaltung wird als Phasenregelkreis oder Phasenregelschleife bezeichnet.

Holger Heuermann

Kapitel 8. Technisch erzeugte Plasmen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden zunächst die Grundlagen der Plasmatheorie und -technik erläutert, dann kurz typische technische Anwendungen wie die Lichttechnik und Zündkerzen als Stand der Technik beschrieben und als Hochfrequenzthematik insbesondere auf die neuartige Mikro- bzw.

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Kapitel 9. Grundbegriffe der Antennentheorie

Zusammenfassung

In diesem Kapitel der Grundbegriffe der Antennentheorie wird anfangs auf ein Gesamtsystem in Form von Radarsystemen eingegangen. Die Systemgrundlagen sind einfach auf anderen Systeme wie den Richtfunk, Satellitenfunk und auch dem Mobilfunk übertragbar.

Holger Heuermann

Kapitel 10. Phasengesteuerte Antennen, Patch-Antennen, Messtechnik

Zusammenfassung

In der Radartechnik werden in zunehmenden Maße elektronisch gesteuerte oder phasengesteuerte Antennen („Phased Array“) eingesetzt. Bei ihnen erfolgt eine Schwenkung des Antennendiagramms nicht auf mechanische Weise, sondern durch eine Phasensteuerung einer Gruppe von Einzelstrahlern. Solche Antennen besitzen den Vorteil, dass man die Antennenkeule im Vergleich zu einer mechanisch schwenkbaren Antenne sehr viel schneller schwenken kann.

Holger Heuermann

Kapitel 11. Streuung elektromagnetischer Wellen an Radarzielen

Zusammenfassung

Im allgemeinen stellt die exakte analytische Beschreibung des Rückstreuverhaltens von Radarzielen, wie Schiffe und Flugzeuge, ein unlösbares Problem dar. Jedoch kann man viele Radarziele, wie Regentropfen oder den Füllstand in einem Tank, recht gut durch idealisierte Ziele, wie Kugeln oder unendlich ausgedehnte metallische Ebenen, analytisch erfassen. Ziel dieses Kapitels ist es, eine Beschreibung von idealisierten Radarzielen zu geben.

Holger Heuermann

Backmatter

Titel: Mikrowellentechnik
verfasst von: Prof. Dr. Holger Heuermann
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-29023-8
Print ISBN: 978-3-658-29022-1
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-29023-8