Randwertprobleme Der Mikrowellenphysik

ISBN-13: 9783642880391 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 266 str.

Fritz E. Borgnis; C. H. Papas

Spis treści

1. Das elektromagnetische Feld. Allgemeine und spezielle Beziehungen.- 1. 1. Maxwellsche Gleichungen und Wellengleichung.- 1. 2. Randbedingungen auf vollkommenen elektrischen und magnetischen Leitern.- 1. 3. Rückführung von Problemen auf eine skalare Wellengleichung.- 1. 4. Komplementäre Lösungssysteme.- 1. 5. Symmetrieeigenschaften von Lösungen im bezug auf eine Symmetrieebene.- 2. Die skalare Greensche Funktion.- 2. 1. Die Greensche Funktion.- 2. 2. Die Differentialgleichung der Greenschen Funktion und die ?-Funktion.- 2. 3. Symmetrieeigenschaft der Greenschen Funktion.- 2. 4. Lösung der Wellengleichung mittels der Greenschen Funktion.- 2. 5. Die Greensche Funktion im freien Raum.- 2. 6. Der Entwicklungssatz und die Greensche Funktion im Zylinder mit Rechteckquerschnitt.- 3. Beugung einer ebenen Welle am metallischen Kreiszylinder. Formulierung einer Integralgleichung für den Strombelag und Betrachtungen über deren Lösung.- 3. 1. Begriff der Integralgleichung.- 3. 2. Aufstellung einer Integralgleichung für den Flächenstrom auf, der Zylinderoberfläche.- 3. 3. Definition des Streuquerschnitts des beugenden Zylinders.- 3. 4. Betrachtungen zur Lösung der Integralgleichung für den Strombelag.- 4. Formulierung einer stationären Darstellung des Streuquerschnitts für eine ebene Welle, deren elektrisches Feld parallel zur Achse des beugenden Kreiszylinders liegt.- 4. 1. Der Streuquerschnitt des Kreiszylinders.- 4. 2. Die Methode der stationären Darstellung nach Schwinger.- 4. 3. Konstruktion einer stationären Darstellung für den Streuquerschnitt.- 4. 4. Eine homogene stationäre Darstellung des Streuquerschnittes.- 4. 5. Generelle Betrachtungen zur Formulierung einer stationären Darstellung.- 5. Der Streuquerschnitt bei der Beugung am metallischen Kreiszylinder für eine ebene Welle, deren elektrisches Feld senkrecht zur Zylinderachse liegt.- 5. 1. Problemstellung.- 5. 2. Die Integralgleichung für den Strombelag.- 5. 3. Der Streuquerschnitt und seine stationäre Darstellung.- 6. Eine stationäre Darstellung für das Fernfeld bei der Beugung einer ebenen Welle am Kreiszylinder.- 6. 1. Zwei Integraldarstellungen des Fernfeldes.- 6. 2. Eine Beziehung zwischen Fernfeld und Streuquerschnitt.- 6. 3. Eine stationäre Darstellung des Fernfeldes.- 7. Wahl einer Näherungsfunktion für den Strombelag am Kreiszylinder.- 7. 1. Niederfrequente Streuung.- 7. 2. Hochfrequente Streuung.- 8. Berechnung der Streuquerschnitte bei der Beugung am Kreiszylinder.- 8. 1. Streuquerschnitt für achsenparalleles elektrisches Feld.- 8. 2. Grenzwert des Streuquerschnittes im geometrisch-optischen Fall.- 8. 3. Streuquerschnitt für achsen-senkrechtes elektrisches Feld.- 9. Der Streuquerschnitt bei der Beugung einer ebenen Welle an einem unendlich langen metallischen Streifen und am unendlich langen Spalt.- 9. 1. Formulierung einer Integralgleichung für den Strombelag.- 9. 2. Eine stationäre Darstellung für den Streuquerschnitt.- 9. 3. Hochfrequente Streuung am Streifen.- 9. 4. Streuung am unendlich langen Spalt.- 10. Die offen abstrahlende koaxiale Leitung mit Schirm.- 10. 1. Problemstellung und allgemeine Betrachtungen zur Lösung.- 10. 2. Der Ersatzleitwert für die Unstetigkeit am offenen Ende.- 10. 3. Eine Integraldarstellung für das magnetische Feld in der Leitung.- 10. 4. Konstruktion der Greenschen Funktion im Strahlungshalbraum.- 10. 5. Eine Integraldarstellung für das magnetische Feld im Strahlungshalbraum.- 10. 6. Eine Integralgleichung für das elektrische Radialfeld am offenen Ende.- 10. 7. Eine stationäre Darstellung für den äquivalenten Abschlußleitwert am offenen Ende.- 10. 8. Berechnung des äquivalenten Abschlußleitwertes.- 10. 9. Das Strahlungsdiagramm im Fernfeld.- 10. 10. Strahlungsleistung und Ersatzleitwert.- 11. Unstetiger Übergang zwischen zwei koaxialen kreiszylindrischen Leitungen.- 11. 1. Problemstellung.- 11. 2. Konstruktion der Greenschen Funktion der koaxialen Leitung.- 11. 3. Integraldarstellung des zirkulären Magnetfeldes.- 11. 4. Das äquivalente Ersatzschaltbild für die Stoßstelle.- 11. 5. Eine stationäre Darstellung für den äquivalenten Abschlußleitwert.- 11. 6. Eine erste Näherung für den Abschlußleitwert.- 11. 7. Eine zweite stationäre Darstellung für den Abschlußleitwert.- 11. 8. Die Bedeutung der beiden stationären Darstellungen für die Bestimmung des Abschlußleitwertes.- 11. 9. Verwandte Probleme.- 12. Die kapazitive Blende im rechteckigen Hohlleiter.- 12. 1. Problemstellung und allgemeine Betrachtungen.- 12. 2. Aufstellung einer Integralgleichung für das elektrische Aperturfeld.- 12. 3. Genäherte Auflösung der Integralgleichung für das elektrische Aperturfeld.- 12. 4. Transmissionskoeffizient und äquivalente Ersatzkapazität der kapazitiven Blende.- 12. 5. Eine zweite Lösungsmethode.- 12. 6. Aufstellung einer Integralgleichung für das transversale magnetische Blendenfeld.- 12. 7. Eine stationäre Darstellung für die Ersatzkapazität der Blende.- 12. 8. Ein zweiter Weg zur Aufstellung einer Integralgleichung für das elektrische Aperturfeid.- 12. 9. Eine zweite stationäre Darstellung für die Ersatzkapazität derBlende.- 12. 10. Minimum-Eigenschaft der stationären Darstellung.- 12. 11. Eine erste Auswertung der stationären Darstellung für die Ersatzkapazität (H-Näherung).- 12. 12. Eine zweite Auswertung der stationären Darstellung für die Ersatzkapazität (E-Näherung).- 12. 13. Vergleich der verschiedenen Näherungen für die Ersatzkapazität.- 12. 14. Fourier-Ansatz in der E-Näherung.- 12. 15. Fourier-Ansatz in der H-Näherung.- 12. 16. Äquivalente Probleme.- 12. 17. Die statische und quasistatische Lösung.- 13. Die induktive Blende im rechteckigen Hohlleiter.- 13. 1. Problemstellung und Ersatzschema der Blende.- 13. 2. Aufstellung einer Integralgleichung für das elektrische Aperturfeld.- 13. 3. Genäherte Auflösung der Integralgleichung für das elektrische Aperturfeld.- 13. 4. Der Transmissionskoeffizient und die äquivalente Ersatzinduktivität.- 13. 5. Eine stationäre Darstellung für die Ersatzinduktivität.- 13. 6. Zurückführung des Problems der induktiven Blende auf ein Problem der kapazitiven Blende.- 13. 7. Lösung des zugeordneten Problems für die kapazitive Blende.- 13. 8. Eine Näherung höherer Ordnung für die symmetrische induktive Blende.- 13. 9. Bemerkung über Blenden endlicher Dicke.- 14. Näherungsweise Bestimmung der Grenzfrequenz von zylindrischen Hohlleitern beliebigen Querschnitts.- 14. 1. Allgemeine Bemerkungen.- 14. 2. Übersicht über die Theorie der Wellenfortpflanzung in Hohlleitern.- 14. 3. Stationäre Darstellungen zur Bestimmung der Grenzfrequenz und zugeordnete Variationsprinzipien.- 14. 4. Beweis einer Reihe von LTngleichungen.- 14. 5. Ein schrittweises Näherungsverfahren zur Bestimmung der Eigenwerte des Hohlleiterproblems.- 14. 6. Bestimmung der Eigenwerte aus genäherten Feldverteilungen.- 14. 7. Zwei Beispiele zur näherungsweisen Bestimmung der Grenzfrequenz. (Kreisförmiger und elliptischer Querschnitt).- 15. Näherungsweise Bestimmung der Eigenfrequenzen von Hohlraumresonatoren beliebiger Gestalt.- 15. 1. Allgemeine Bemerkungen.- 15. 2. Zwei stationäre Darstellungen für die Eigenwerte von Hohlraumresonatoren.- 15. 3. Näherungsdarstellungen für den Eigenwert der Grundschwingung im dreiachsigen Ellipsoid.- 16. Die Weitwinkel-Konusantenne.- 16. 1. Problemstellung und allgemeine Betrachtungen.- 16. 2. Die Lecher-Welle (TEM-Welle) in der Konusleitung.- 16. 3. Kugelwellen des elektrischen Typs.- 16. 4. Der Reflexionskoeffizient der TEM-Welle im Gebiet zwischen Konus und Schirmebene.- 16. 5. Komplexe Eingangsimpedanz und Strahlungsdiagramm der Konusantenne.- 16. 6. Lösung des Problems mit der Methode der stationären Darstellung. Das vollständige Lösungssystem in der Konusleitung.- 16. 7. Eine Integralgleichung für das elektrische Feld am offenen Ende der Konusleitung.- 16. 8. Eine stationäre Darstellung für den Reflexionskoeffizienten der TEM-Welle in der Konusleitung.- 16. 9. Übereinstimmung der beiden betrachteten Lösungen in der ersten Näherung.- 17. Die zylindrische Antenne.- 17. 1. Problemstellung.- 17. 2. Die dyadische Greensche Funktion im freien Raum.- 17. 3. Die Integralgleichungen für den frei strahlenden, vollkommen leitenden Kreiszylinder.- 17. 4. Brillouins Integralgleichungen für die freien Schwingungen des Kreiszylinders.- 17. 5. Die Hallénsche Integralgleichung für die gerade lineare Antenne.- 17. 6. Eine stationäre Darstellung für die Eingangsimpedanz der kreiszylindrischen Antenne.- 17. 7. Eine erste Näherung für die Eingangsimpedanz der linearen Antenne.- 17. 8. Eine verbesserte Näherung für die Eingangsimpedanz der linearen Antenne.- 17. 9. Die Eingangsimpedanz der unendlich langen linearen Antenne.- 18. Anhang.- A. Zum Zusammenhang zwischen der stationären Darstellung nach Schwinger und Rakyleighs Resultat für das Fernfeld bei der Beugung einer skalaren Welle an einer kleinen Scheibe.- A. 1. Die Rayleighsche Beziehung zwischen Fernfeldamplitude und statischer Kapazität des beugenden Objekts.- A. 2. Eine stationäre Formulierung von Rayleigh Ergebnis.- A. 3. Eine stationäre Darstellung nach Schwinger für das Streufeld in großer Entfernung von einer beugenden Scheibe.- A. 4. Die Rayleighsche Streufeldbeziehung als Grenzfall der Schwingerschen stationären Darstellung für sehr lange Wellen.- B. Zur Beziehung zwischen Transmissionsfaktor und Fernfeld beim ebenen Schirm und deren Verwendung zur experimentellen Ermittlung des Transmissionsfaktors.- B. l. Der Transmissionsfaktor für den ebenen Schirm.- B. 2. Eine Vektordarstellung des Fernfeldes.- B. 3. Eine Beziehung zwischen Transmissionsfaktor und Fernfeldamplitude.- B. 4. Messung des Transmissionsfaktors.- C. Grundzüge der Dyadenrechnung (Dyadenalgebra).- D. Die dyadische Greensche Funktion.- D. I. Lösung der vektoriellen Wellengleichung mittels der dyadischen Greenschen Funktion.- D. 2. Die dyadische Greensche Funktion im freien Raum.- D. 3. Vektordarstellung des elektrischen Feldes im freien Raum aus einer vorgegebenen Stromverteilung.- D. 4. Vektordarstellung des elektrischen Feldes einer vorgegebenen Stromverteilung in einem homogenen, metallisch umschlossenen Volumen.- Namen-Verzeichnis.