Grundlagen Der Höchstfrequenztechnik

ISBN-13: 9783642531323 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 500 str.

F. W. Gundlach

Spis treści

Inhaltsverzeichnis..- Einleitung: Die Höchstfrequenztechnik und ihre Wesensunterschiede gegenüber der Hochfrequenztechnik.- A. Elektronenströmungen.- I. Allgemeine Grundlagen.- 1. Elektronen in beliebig gestalteten elektrischen Feldern.- a) Ladung und Masse des Elektrons.- b) Kräfte am Elektron, Bewegungsgleichungen.- c) Elektronenlaufzeit und Laufwinkel.- d) Der Influenzstrom des einzelnen Elektrons.- 2. Elektronen in ebenen elektrischen Feldern.- a) Die Darstellung des Bewegungsvorganges.- b) Der Elektronenleitungsstrom.- c) Verschiebungsstrom und Gesamtstrom.- d) Influenzstrom und kapazitiver Ladestrom.- e) Sättigungsfall und Raumladungsfall.- II. Zweipolstrecken (negative Widerständel.- 1. Die Sättigungsdiode.- a) Das Verhalten bei Gleichspannungen.- b) Das Verhalten bei Wechselspannungen beliebiger Größe.- c) Das Verhalten bei kleinen Wechselspannungen.- 2. Die Raumladungsdiode.- a) Das Verhalten bei Gleichspannungen.- b) Das Verhalten bei kleinen Wechselspannungen.- c) Das Verhalten bei großen Wechselspannungen.- 3. Die Diode mit endlicher Startgeschwindigkeit der Elektronen.- a) Das Verhalten bei Gleichspannungen.- b) Das Verhalten bei Wechselspannungen beliebiger Größe.- c) Das Verhalten bei kleinen Wechselspannungen.- 4. Die Bremsfeldröhre.- a) Das Verhalten bei Gleichspannungen.- b) Das Verhalten bei Wechselspannungen beliebiger Größe.- c) Das Verhalten bei kleinen Wechselspannungen.- III. Vierpolstrecken (Steuerung und Anfachung).- 1. Die von Elektronenströmungen durchsetzten Elektroden.- a) Gitterelektroden.- b) Blendenelektroden.- 2. Die Steuerung.- a) Die Intensitätssteuerung.- b) Die Geschwindigkeitssteuerung.- ? ) Das Grundverfahren.- ? ) Das Verhalten bei Wechselspannungen beliebiger Größe.- ? ) Das Verhalten bei kleinen Wechselspannungen.- ?) Geschwindigkeitssteuerung mit reflektierter Elektronenströmung.- ?) Der Einfluß des endlichen Laufwinkels in der Steuerstrecke.- c) Zusammenwirken von Intensitäts- und Geschwindigkeitssteuerung.- 3. Die Anfachung.- a) Das Grundverfahren.- b) Das Verhalten bei Wechselspannungen beliebiger Größe.- c) Das Verhalten bei kleinen Wechselspannungen.- 4. Anwendungen.- a) Der Hochfrea uenzverstärker.- ? ) Der Verstärker mit Intensitätssteuerung.- ?) Der Verstärker mit Geschwindigkeitssteuerung (Klystron).- b) Der rückgekoppelte Generator.- ?) Die Rückkopplungsschaltung mit einer Triode.- ?) Der Heilsche Generator.- ? ) Das Reflexionsklystron.- IV. Rauscherscheinungen in ebenen Elektronenströmungen.- 1. Rauscherscheinungen ohne Laufzeiteffekte.- 2. Rauscherscheinungen im Laufzeitgebiet.- a) Die Anfachung durch einen mit Schwankungserscheinungen behafteten Elektronenleitungsstrom.- b) Rauscherscheinungen in Verstärkern.- c) Beispiel: Das Rauschen eines geschwindigkeitsgesteuerten Verstärkers.- V. Zylindrische Elektrodensysteme.- 1. Allgemeines.- 2. Das Verhalten bei Gleichspannungen.- a) Die zylindrische Sättigungsdiode.- b) Die zylindrische Raumladungsdiode.- c) Die zylindrische Bremsfeldröhre.- VI. Magnetfeldröhren.- 1. Die Grundlagen für die Elektronenbewegung in Magnetfeldern.- a) Die Bewegung unter Mitwirkung von homogenen elektrischen Feldern.- b) Die Bewegung unter Mitwirkung von beliebig gestalteten elektrischen Feldern, graphische Lösung.- c) Die Bewegung unter Mitwirkung von beliebig gestalteten elektrischen Feldern, rechnerische Näherungslösung.- 2. Die Röhren mit ungeteilter Anode.- a Verhalten bei Gleichspannungen.- ?) Die ebene Sättigungsdiode.- ?) Die ebene Raumladungsdiode.- ?) Die zylindrische Diode.- b) Verhalten bei Wechselspannungen.- ?) Die Elektronenbewegung im Magnetfeld unter Mitwirkung eines elektrischen Wechselfeldes.- ?) Die Sättigungsdiode mit schräg stehendem Magnetfeld.- 3. Die Röhren mit geteilter Anode.- a) Der grundsätzliche Aufbau.- b) Der Verlauf des elektrischen Feldes im geteilten Anodenzylinder.- ?) Felddarstellung bei dünner Kathode.- ?) Feldddarstellung durch umlaufende Wellen.- c) Das Verhalten bei niedrigen Frequenzen.- d) Das Verhalten bei hohen Frequenzen.- B. Stromverdrängung und dielektrische Verluste.- I. Die Stromverdrängung.- 1. Der Stromfluß in Leitern von unendlich hoher Leitfähigkeit.- 2. Der Stromfluß in einem ebenen Leiter von unendlicher Leitfähigkeit.- 3. Die Verallgemeinerung auf beliebig geformte Leiter.- II. Die dielektrischen Verluste.- C. Die elementaren Wellen auf Doppelleitungen.- I. Die fortschreitenden Wellen.- 1. Die Leitungskonstanten und die Form der Wellenausbreitung.- 2. Sonderformen von Doppelleitungen.- a) Die konzentrische Leitung.- b) Die Paralleldrahtleitung.- c) Die Verlustdämpfung der konzentrischen Leitung und der Paralleldrahtleitung.- d) Die Wendelleitung und ihre Entdämpfung durch einen Elektronenstrahl.- II. Die stehenden Wellen.- 1. Die Vorgänge auf verlustlosen Leitungen.- a) Entstehung und Eigenschaften der stehenden Welle.- b) Das Zusammenwirken von stehenden und fortschreitenden Wellen.- 2. Die Vorgänge auf verlustbehafteten Leitungen.- a) Die exakte Lösung für beliebige Verlustdämpfungen.- b) Die Näherungslösung für kleine Verlustdämpfungen.- 3. Anwendungen.- a) Das Verhalten von Leitungsstücken als Resonatoren.- b) Das Verhalten von Leitungsstücken als Transformatoren.- D. Die Wellen in Hohlleitungen.- I. Die fortschreitenden Wellen.- 1. Die anschauliche Darstellung für die Entstehung der Hohlraumwellen (Sonderbeispiel).- 2. Die allgemeine Theorie der leitungsgebundenen Wellen.- a) Die Grundgesetze des elektromagnetischen Feldes, der Begriff der E- und H-Wellen.- b) Betriebsfall der Dämpfung und der Wellenausbreitung.- c) Die Verlustdämpfung der Hohlraumwellen.- d) Die Anwendung auf den Sonderfall der elementaren Welle der Doppelleitung.- 3. Grundformen von Hohlleitungen.- a) Die rechteckige Hohlleitung.- b) Die kreisförmige Hohlleitung.- c) Die Hohlraumwellen in der konzentrischen Doppelleitung.- d) Wellenausbreitung an ebenen Flächen und in dielektrischen Platten.- e) Wellenausbreitung an Kreiszylinderflächen und in dielektrischen Stäben.- f) Ankopplung an Hohlleitungen.- II. Die stehenden Wellen.- 1. Die Vorgänge auf verlustlosen Leitungen.- a) Entstehung und Eigenschaften der stehenden Welle.- b) Das Zusammenwirken von stehenden und fortschreitenden Wellen.- 2. Die aus Leitungsstücken gebildeten Hohlraumresonatoren.- a) Die allgemeinen Grundlagen.- b) Der rechteckige Hohlraumresonator.- c) Der kreiszylindrische Hohlraumresonator.- d) Der konzentrische Hohlraumresonator.- E. Kugelwellen.- I. Die fortschreitenden Kugelwellen.- 1. Allgemeine Grundgleichungen.- 2. Elementare Wellen auf der Doppelkonusleitung.- 3. Das Strahlungsfeld des Elementardipols.- a) Die Grundgleichungen für den elektrischen und den magnetischen Elementardipol.- b) Die Nahzone.- c) Die Fernzone.- 4. Hohlraumwellen auf der Doppelkonusleitung.- 5. Wellen in kegelförmigen Hohlleitungen.- 6. Allgemeine Grundlagen des Antennenproblems.- 7. Berechnungsbeispiele für Antennen.- a) Einzelstrahler.- ?) Die kurze Linearantenne.- ?) Der ?/2-Dipol.- ?) Die offene Hohlleitung mit Rechteckquerschnitt.- ?) Optische Strahleranordnungen.- ?) Die einseitig offene konzentrische Leitung.- b) Gruppenstrahler.- ?) Die Gruppenstrahlungskennlinien.- ?) Die Strahlungsleistung beim Gruppenstrahler, Gegenstrahlungswiderstand von Dipolen.- ?) Der Oberwellendipol.- ? ) Der Oberwellendipol mit Mittenabschirmung.- ?) Die Dipolzeile.- ?) Die Dipolebene.- ?) Der Reflektordipol.- ?) Die Reflexion der Strahlung an einer großen leitenden Fläche.- ?) Die Strahlung der beiderseits offenen Paralleldrahtleitung.- II. Die stehenden Kugelwellen.- 1. Allgemeine Grundgleichungen.- 2. Die elementare Schwingungsform des Doppelkonusresonators.- 3. Die einfachsten Schwingungsformen des Hohlkugelresonators.- F. Vierpoltheorie.- I. Die allgemeinen linearen Vierpole.- 1. Der Begriff des Vierpols in der Höchstfrequenztechnik.- 2. Die Gleichungen des linearen Vierpols.- 3. Kreisgeometrie des Vierpols.- 4. Der Grenzkreis des passiven Vierpols.- 5. Die Abbildung auf den Einheitskreis.- 6. Die Ersatzschaltbilder von Vierpolen.- II. Der Umkehrsatz der Vierpole.- 1. Allgemeine Ableitung des Umkehrsatzes.- 2. Anwendung auf Doppelleitungsvierpole.- 3. Anwendung auf Hohlleitungsvierpole.- 4. Anwendung auf Antennensysteme.- G. Literaturverzeichnis.- 1. Elektronenströmungen.- 2. Stromverdrängung und dielektrische Verluste.- 3. Die elementaren Wellen auf Doppelleitungen.- 4. Die Wellen in Hohlleitungen.- 5. Kugelwellen.- 6. Vierpoltheorie.- Übersicht über die verwendeten Formelzeichen.