Vertiefungsvorlesung zur Hochfrequenztechnik:

Schwerpunkt der Vorlesung ist die Vermittlung der Funktionsweise aller wesentlichen Antennenstrukturen sowie ein Einblick in moderne Antennensysteme und Antennenmesstechnik

ILIAS

Die Online-Vorlesungsunterstützung erfolgt über die Lernplattform ILIAS, die nach Anmeldung mit einem KIT-Account genutzt werden kann. Über ILIAS werden den Teilnehmern die Materialien bereit gestellt, außerdem können sie per E-Mail Benachrichtungen (z.B. bei Terminänderungen, Fragestunden, Prüfungstermine, etc.) erhalten. Link zum ILIAS-Kurs, siehe oben.

Prüfung

mündlich, Termine nach Vereinbarung

Workshop

Im Workshop werden die in der Vorlesung theoretisch behandelten Inhalte praktisch umgesetzt. Ziel ist das Kennenlernen des gesamten Prozesses einer Antennenentwicklung vom rechnergestützten Entwurf bis zum Aufbau und der Vermessung der Antennen. Als Entwurfs- und Simulationswerkzeug wird CST Microwave Studio eingesetzt, für die Berechnung von Antennenarrays MATLAB. CST Microwave Studio ist eines der Standard-SW-Tools, die dazu in der Industrie und Forschung eingesetzt werden, d. h. das Erlernen der SW-Bedienung kann auch später von enormem Nutzen sein.

Der Antennenentwurf mit CST Studio Suite wird in den Poolräumen des SCC Rechenzentrums durchgeführt. In den Räumlichkeiten des IHE werden die Antennen später aufgebaut und in der Antennenmesskammer charakterisiert.

Voraussetzungen

Grundlagen der Hochfrequenztechnik

Behandelte Themen

• Maxwell-Gleichungen
• Einführung in die elektromagnetische Feldtheorie (soweit nötig für die Berechnung von Antennen und Ausbreitungseffekten)
• Herleitung der Wellengleichung
• Ausbreitung und Polarisation ebener Wellen
• Einführung in Antennen-Parameter (Gewinn, Direktivität, Richtcharakteristik, Antennenwirkfläche, etc.)
• Übersicht Antennentypen
• Der Hertz'sche Dipol
• Draht-, Aperturantennen
• Dualitätsprinzip für Schlitzstrahler
• Breitbandantennen
• Antennenarrays
• Antennenmeßtechnik
• Antennensysteme (feste Richtcharakteristiken, schwenkbare Richtcharakteristiken, Aperturbelegung und Nebenkeulendämpfung, Rauschen, Gruppenantennen, Speisenetzwerke, Realisierungen von Antennen)
• Einführung in Mehrantennensysteme (Kanalmatrix, -modelle, -kapazität, SNR)
• Anwendungen und Ziele von Mehrantennensystemen (Beamsteering, Beamforming, Diversity, Spatial Multiplexing)