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Lehrende: Prof. Dr.-Ing. Rolf Jakoby
Veranstaltungsart:
Übung
Orga-Einheit: FB18 Elektrotechnik und Informationstechnik
Anzeige im Stundenplan:
Antenneas and adapt.
Fach:
Anrechenbar für:
Semesterwochenstunden:
1
Unterrichtssprache:
Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Lehrinhalte:
Antennas and Adaptive Beamforming:
Prof Dr.-Ing. R. Jakoby winter term V3+Ü1 6+1 CP 7th semester or higher master students english language Script of the lecture in English is available http://www.hf.e-technik.tu-darmstadt.de/lehre/ Kurze Inhaltsangabe (in deutsch):
Zunächst wird den Studierenden ein Überblick über die wichtigsten Antennenparameter und -typen sowie deren Anwendung gegeben. Im nächsten Abschnitt werden aufgrund der praktischen Bedeutung die charakteristischen Parameter des Fernfeldes für Dipol-, Draht- und Gruppenantennen berechnet. Der folgende Teil der Vorlesung beschäftigt sich dann mit der Ableitung der exakten abgestrahlten elektromagnetischen Felder aus den Maxwell’schen Gleichungen. In diesem Zusammenhang werden auch verschiedene numerische Verfahren zur Antennenberechnung eingeführt. Der Schwerpunkt des letzten Teils dieser Lehrveranstaltung liegt bei den Prinzipien und Algorithmen für Antennen mit adaptiver Strahlformung (Smart Antennas) in modernen Kommunikations- und Sensorsystemen. Um einen tieferen Einblick in den weiten Anwendungsbereich der Antennen zu ermöglichen, wird die Vorlesung durch zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben ergänzt.
Schlagworte: Grundlagen der Antennentheorie; Gruppenantennen; Dipolantennen; Hornantennen; Reflektorantennen; Numerische Berechnungs-Verfahren: Physikalische Optik und Momenten-Methode; Steuerbare und Adaptive Antennen.
Syllabus / Inhalt (kurze Beschreibung): This lecture does consciously not follow the classical approach, i.e. the early derivation of antenna-radiation fields from Maxwell´s equations, for the benefit of giving students first a good insight and overview of important antenna parameters antenna performances, how antennas work on principle, deriving the principal law between far field and current distribution of antennas for far-field pattern analysis and antenna modelling. While Chap. 3 deals with the oldest and most prevalent of all antenna forms, the wire antennas, the subject of Chap. 4 are planar antennas, increasingly used in many modern wireless systems, because of their low weight, compactness and easiness to integrate. For many applications, broadband antennas are required, which will be the focus of Chap. 5. To overcome long distances in communications and broadcasting, high-gain aperture antennas are used above 4 GHz. They are subject of Chap. 6. Because of enhanced capabilities and functionalities, another class of antennas has found increased attraction in commercial applications: array antennas which are presented in Chap. 7. However, these high performances are for the prize of higher complexity and cost. Chap. 8 deals with smart antennas in communications, sensing and imaging. To give an impression of the wide field of applications of antennas in wireless systems, there will be examples and exercises in most chapters. Antennas are a key element of each wireless link, radar and passive remote sensing system. In CT II the relation of the effective aperture and gain of antennas is derived, which is generally required for calculating the power-link budget of all radio systems.
Item terms / keywords: Antenna Fundamentals and Definitions; Array Antennas; Dipole and Wire Antennas; Horn Antennas; Reflector Antennas; Numerical Methods: Physical Optics and Method of Moments; Beamforming, Smart Antennas.
Literatur:
[0] R. Jakoby, Antenna and Adaptive Beamforming, Script in English, about
240 pages, 2003.
[1] C. A. Balanis, Antenna Theory, John Wiley & Sons, 1997.
[2] Stutzman/Thiele, Antenna Theory and Design, John Wiley & Sons, 1998.
[3] J. D. Kraus, Antennas, McGraw Hill, 1988.
[4] K. Fujimoto, J.R. James, Mobile Antenna Systems Handbook, Artech House, 1994.
[5] J. Litva, T. Kwok-Yeung Lo, Digital Beamforming in Wireless Communications,
Artech House, 1996.
[6] S. Drabowitch u.a., Modern Antennas, Chapman & Hall, 1998.
[7] J.F. Zürcher, F.E. Gardiol, Broadband Patch Antennas, Artech House, 1995.
[8] C. J. Sletten, Reflectors and Lens Antennas, Artech House, 1988.
[9] T.S.M MacLean, Principles of Antennas, Cambridge University Press, 1986.
Voraussetzungen:
Fundamentals of Communications,
Recommended in parallel: Communication Technology II
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