389.232 Wellenausbreitung
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2023W, VU, 3.0h, 5.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 3.0
  • ECTS: 5.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Präsenz

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, sich die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen auf Leitungen und im freien Raum anschaulich vorzustellen und können eine geeignete Leitung für verschiedene Arten der Übertragung von Hochfrequenzsignalen auswählen. Schließlich sind sie dann auch vertraut mit den Problemen und natürlichen Grenzen der Wellenausbreitung und Antennen.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Charakterisierung elektromagnetischer Wellen durch Wellenwiderstand, Ausbreitungskonstante, Feldbild. Ebene Welle. Wiederholung aus Theoretischer Elektrotechnik: Randbedingungen, Dispersion, Lösung der Wellengleichung in kartesischen Koordinaten. Auswahl besonders wichtiger HF-Leitungen: Koaxialkabel, Parallelplattenleitung, Oberflächenwellen, dielektrische Wellenleiter, Mikrostreifenleitung, Rechteckhohlleiter (inklusive Resonatoren). Ausbreitung im Freiraum, Veränderung durch Hindernisse (Reflexion, Streuung, Brechung, Beugung). Ausbreitungsphänomene im Mobilfunk (Schwund, Zeitdispersion, Beschreibung durch deterministische und stochastische Methoden). Eigenschaften von Antennen (Richtdiagramm, Gewinn, Polarisation, Impedanz, Bandbreite). Fernfeld und Nahfeld, Grundlagen zur Reziprozität.

Methoden

Die im Vorlesungsteil vorgetragene Theorie elektromagnetischer Wellen und Antennen wird unterstützt durch das Vorrechnen von Übungsbeispielen, durch Mitbringsel ("Dinge der Woche") zum Anfassen, anhand derer der Stoff "begriffen" werden kann und eine Einführung in die Verwendung der Software EZNEC, mit deren Hilfe man einfache Antennenstrukturen numerisch modellieren kann. Ein einfaches (optionales) Experiment zur Überprüfung des Brechungsgesetzes kann daheim durchgeführt werden.

 

Prüfungsmodus

Schriftlich und Mündlich

Weitere Informationen

Die erste Vorlesung findet am Dienstag, 3.10.2023 um 10:15 Uhr als Präsenzvorlesung im Hörsaal EI 2 (Pichelmayer) statt.

Die Vorlesungszeiten sind jeweils 

Dienstags um 10:15 bis 12:00 Uhr (Hörsaal EI 2)

und 

Donnerstags um 10:15 bis 11:00 Uhr (Hörsaal EI 2)

Die Vorlesungen zur VU Wellenausbreitung aus 2020W wurden aufgezeichnet und sind zusätzlich als Video on Demand auf TUbe verfügbar (damals noch mit der LVA Nummer 389.064).

 

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Di.10:00 - 12:0003.10.2023 - 23.01.2024EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.10:00 - 11:0005.10.2023 - 25.01.2024EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Wellenausbreitung - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Di.03.10.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.05.10.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.10.10.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.12.10.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.17.10.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.19.10.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.24.10.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.31.10.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.07.11.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.09.11.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.14.11.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.16.11.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.21.11.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.23.11.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.28.11.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.30.11.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.05.12.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.07.12.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Di.12.12.202310:00 - 12:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung
Do.14.12.202310:00 - 11:00EI 2 Pichelmayer HS - ETIT Vorlesung

Leistungsnachweis

Die Prüfung besteht aus einem schriftlichen und einem mündlichen Teil. Optional können zwei Zusatzaufgaben (eine experimentelle Aufgabe und eine Simulationsaufgabe) ausgearbeitet werden, die Zusatzpunkte bringen.

Für die Beantwortung der 10 Theoriefragen des schriftlichen Teils dürfen Sie keine Hilfsmittel verwenden. Sobald Sie damit fertig sind, geben Sie den Theorieteil der Prüfung ab und Sie erhalten die Rechnenaufgaben.  Für die Lösung der Rechenbeispiele dürfen Sie nur jene Formelsammlung, die der Prüfung beiliegt (und nach der Prüfung wieder abzugeben ist), verwenden.  Weder das Skriptum noch handschriftliche Notizen sind erlaubt!  Ebenfalls nicht zugelassen sind graphische Taschenrechner sowie Smartphones!

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Do.09:00 - 10:0029.02.2024 CG 03 13schrift.&mündl.15.02.2024 17:50 - 26.02.2024 16:00in TISSmündliche Prüfung
Di.14:00 - 18:0019.03.2024EI 7 Hörsaal - ETIT schriftlich27.02.2024 00:00 - 12.03.2024 00:00in TISSschriftl. Prüfung
Di.14:00 - 18:0014.05.2024EI 9 Hlawka HS - ETIT schriftlich29.04.2024 00:00 - 10.05.2024 00:00in TISSschriftl. Prüfung
Do.14:00 - 18:0027.06.2024EI 9 Hlawka HS - ETIT schriftlich06.06.2024 00:00 - 24.06.2024 00:00in TISSschriftl. Prüfung

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

StudienkennzahlVerbindlichkeitSemesterAnm.Bed.Info
033 235 Elektrotechnik und Informationstechnik Pflichtfach5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
860 GW Gebundene Wahlfächer - Technische Mathematik Keine AngabeSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP

Literatur

[1]  Zinke O., and Brunswig H., Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, 1. Band, Springer, Berlin, 1990.
[6]  Heilmann A., Antennen I, II und III, Bibilographisches Institut Taschenbücher, 1970, vergriffen.
[10]  Stirner E., Antennen, Band 1 & 2, 2. Edition, Hüthig, Heidelberg, 1984 & 1986.
[11]  Meinke H., and Gundlach F. W., Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 5. Edition, Springer, 1992.
[19]  Grosskopf J., Wellenausbreitung I und II, Bibilographisches Institut, 1970, vergriffen.
[22]  Rothammel K., Antennenbuch, 10. Edition, Franckh, 1991.
[29]  Sommerfeld A., Vorlesungen über theoretische Physik, 4. Band, Optik, Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 1950.

Vorkenntnisse

Diese Lehrveranstaltung baut auf den Kenntnissen der komplexen Wechselstromrechnung für harmonische Vorgänge, also solche, die sich bei einer einzigen Frequenz abspielen, auf. Wir verwenden die Maxwellschen Gleichungen in Differentialform zur Beschreibung elektromagnetischer Felder. Die Vorlesung Wellenausbreitung baut auf den Begriffen und Konzepten auf, die Sie in der Vorlesung Elektrodynamik gelernt haben.

 

 

Begleitende Lehrveranstaltungen

Vertiefende Lehrveranstaltungen

Weitere Informationen

Sprache

Deutsch