Prof. Dr.-Ing. Herbert Thurner

Vorlesung und Praktikum Hochfrequenztechnik I

Alles wird schneller und schneller:

Prozessoren mit Taktfrequenzen von über 3 GHz
Datenautobahnen mit Übertragungsgeschwindigkeiten bis in den
       Bereich von Terabit/s
Satellitenkommunikation im Bereich bis 30 GHz und mehr
Kfz-Abstandsradar bei 77 GHz
Mobilfunk mit Internet
...

Ohne Grundlagen aus der Hochfrequenztechnik geht da nichts mehr!!

Deshalb:

Vorlesung und Praktikum Hochfrequenztechnik I
im Studiengang Elektro- und Informationstechnik

Inhalt

Bei höheren Datenraten und Frequenzen spielt die endliche Geschwindigkeit, mit der sich Signale fortpflanzen und die Eigenschaften dieser Ausbreitung die zentrale Rolle. Deshalb beschäftigt sich ein größerer Teil der Veranstaltung mit den Eigenschaften und Auswirkungen dieser Ausbreitung. Dazu gehören etwas Grundlagen elektromagnetischer Wellen (Ebene Welle, geführte Welle) und Themen wie Leitungsparameter, Impulse auf Leitungen, verkoppelte Leitungen und Impedanztransformation mit Leitungen etc. sowie das Thema S-Parameter zur Schaltungscharakterisierung (z.B. Leistungsanpassung).

Die Lehrveranstaltung Hochfrequenztechnik soll Sie in die Lage versetzen

auf verschiedenen Wellenleitern geführte Wellen sowie Schaltungen unter
       Einbeziehung von Wellenleitern berechnen zu können,
Grundlagen für den Rechnergestützten Entwurf von HF-Schaltungen und
       Komponenten zu bekommen.

Vorlesungsinhalt

1. Grundlagen elektromagnetischer Wellen
       (Felder und Netzwerkgrößen, Maxwell-Gleichungen, Ebene
       elektromagnetische Welle, Bandleitung, TEM-Leitungen)
2. TEM-Wellen auf Leitungen
       (TEM-Leitungen im eingeschwungenen Zustand (sinusförmige
       Zeitabhängigkeit); Impedanztransformation, Smithdiagramm,
       Passive Schaltungen aus Leitungen, z.B. Filter, Die
       Leitungsparameter, Dispersion, Phasen- und Gruppenlaufzeit,
       Impulse auf verlustlosen Leitungen, Verkoppelte Leitungen)
3.1 HF-Schaltungen
       (S-Parameter, Verstärkung, Stabilität und Leistungsanpassung von
       Vierpolen)

Begleitend zur Vorlesung findet auch das Praktikum Hochfrequenztechnik I statt. Darin wird der Stoff der Vorlesung durch praktische Versuche (einschließlich rechnergestütztem Entwurf) vertieft und veranschaulicht. Die Studenten werden mit dem Entwurf und der Messtechnik von Schaltungen und Komponenten der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik vertraut gemacht

Untersuchung der Wellenausbreitung auf Leitungen, Veranschaulichung
       der Impedanz-Transformationseigenschaften von Leitungen, Impedanz-
       und Reflektionsfaktormessungen etc. (2 Versuche)
Entwurf passiver Mikrostreifenleiter Schaltungen
Entwurf eines HF-Verstärkers mit
       Anpassnetzwerken auf der Basis von Microstrip-Leitungen unter
       Berücksichtigung nichtidealer Effekte. Herstellung und Vermessung der
       Schaltung (mit Diskussion der Kalibrierung eines Netzwekanalysators),
      Verifizierung der Simulationsmodelle (‚Miniprojekt’ ca. 2
       vierstündige Termine).

Literatur

H.G. Unger, ‘Elektromagnetische Wellen auf Leitungen’ Eltex Studientexte Elektrotechnik,
      4.te Auflage, Hüthig Verlag Heidelberg, 1996, ISBN 3-7785-2390-2
Edgar Voges, ‘Hochfrequenztechnik; Band 1: Bauelemente und Schaltungen’
       Eltex Studientexte Elektrotechnik, 2.te Auflage, Hüthig Verlag Heidelberg, 1991
       ISBN 3-7785-2014-8
Edgar Voges, ‘Hochfrequenztechnik; Band 2 Leistungsröhren, Antennen,
       Funkübertragung, Funk- und Radartechnik’; Eltex Studientexte Elektrotechnik, 2.te Auflage,
       Hüthig Verlag Heidelberg, 1991 ISBN 3-7785-2056-3
David M. Pozar, ‚Microwave Engineering’John Wiley & Sons, New York
R.Ludwig, P.Bretchko, "RF Circuit Design" Prentice Hall
G.Zimmer, "Hochfrequenztechnik, Lineare Modelle"; Springer Verlag
J.Detlefsen, U.Siart, "Grundlagen der Hochfrequenztechnik";
       Oldenburg Verlag
Zinke, Brunswig, ‚Hochfrequenztechnik 1: Hochfrequenzfilter,
       Leitungen, Antennen’, Springer Verlag
Zinke, Brunswig, ‚Hochfrequenztechnik 2: Elektronik und Signalverarbeitung’,
       Springer Verlag

Dozent

Prof. Dr.-Ing. H. Thurner

Bemerkungen

Seminaristischer Unterricht und Praktikum, 4 Stunden wöchentlich,
Pflichtfach für Studenten des Studiengangs Elektrotechnik, Schwerpunkt Kommunikationstechnik, Diplom 7. Semester, Bachelor 5.tes Semester
Schriftliche Prüfung, 90 Minuten

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