Electromagnetic Field Theory II (TET2)

Anmeldung

Die Lehrveranstaltung TET II findet im WiSe 2023/24 als Präsenzveranstaltungen statt, unterstützt durch digitale Elemente via Microsoft Office 365 / Teams. Um an der Lehrveranstaltung teilzunehmen müssen Sie dem Team "Theoretische Elektrotechnik II" mit Hilfe des Teamcodes gx6v2ae beitreten.

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Vorlesung

Übung

Lernziele

• Dieser Kurs lehrt die mathematischen und physikalischen Grundlagen der klassischen Elektro­dynamik und versetzt Studierende in die Lage, physikalische Beobachtungen in feld­theoretische Modelle umzusetzen.
• Der Modul vermittelt grundsätzliches Verständnis für Diffusions- und Wellen­ausbreitungs­effekte und befähigt Studierende, einfache Wirbel­strom­probleme und Über­tragungs­leitungen zu berechnen, die modalen Eigen­schaften einfacher Wellen­leiter und Resonatoren zu bestimmen und die Strahlungs­felder von Antennen­strukturen zu berechnen.

Inhalt

• Elektromagnetische Felder im Frequenzbereich (Phasoren, Maxwell-Gleichungen, Poynting-Satz)
• Wirbelströme (Felddiffusion im Zeit- und Frequenzbereich, Relaxationszeit, Eindringtiefe, Beispiele)
• homogene Übertragungs­leitungen (Wellen­gleichung, Telegraphen­gleichungen im Zeit- und Frequenz­bereich, Ausbreitungs­eigenschaften, Phasen- und Gruppen­geschwindigkeit, Dispersion, Smith-Diagramm, Beispiele)
• Wellen­ausbreitung in quellenfreien Gebieten (ebene Wellen im Zeit- und Frequenz­bereich, Reflexion und Brechung, Brechungs­index, Total­reflexion, Brewster-Winkel)
• Anregung elektro­magnetischer Wellen (retardierte Potenziale, Freiraum-Lösungen im Zeit- und Frequenz­bereich, elektrischer und magnetischer Dipol, Dualität, vektorielles Huygensches Prinzip, Fern­feld­näherungen, Gruppen­strahler)
• verlustfreie homogene Wellenleiter (axiale Separation, Wellentypen, Ein-Komponenten- Vektor­potenziale, Moden­ortho­gonalität, Dispersions­gleichung, Aus­breitungs­eigenschaften, Beispiele)
• verlustfreie homogene Resonatoren (Modenorthogonalität, Störungsrechnung, Beispiele)

Weitere Informationen

• Harrington R.F.: Time-Harmonic Electromagnetic Fields
• Ramo S., Whinnery J.R., Van Duzer T.: Fields and Waves in Communication Electronics
• Unger, H.G.: Elektromagnetische Theorie für die Hochfrequenztechnik Bd. 1 & 2
• Zhan, K., Li, D.: Electromagnetic Theory for Microwaves and Optoelectronics
• Balanis, C.A., Advanced Engineering Electromagnetics
• Collin, R.E.: Field Theory of Guided Waves
• Pozar, D.M.: Microwave Engineering
• Jackson, J.J.: Klassische Elektrodynamik
• Simonyi, K.: Theoretische Elektrotechnik
• Feynman, R.P. Leighton, R.B., Sands, M: Vorlesungen über Physik, Bd. 2