Hallo erstmal an Alle. Ich habe ein kleines Problem. Ich wurde einfach ins kalte Wasser geschmissen. Ich solle die Feldverteilung eines Hohlleiters bestimmen. Das ist ja eigentlich kein Problem, da man diese Sache in den meisten Bücher findet. Jedoch soll am Ende des Hohlleiters eine Aufweitung vorhanden sein. Diese Aufweitung geschieht durch Vergrößerung der breiten Seite a. Wie genau kann ich da vorgehen, um die Feldverteilung zu berechnen? Gibt es eventuelle Literaturangaben, die mir weiterhelfen könnten? Ich soll das ganze mathematisch anhand der Maxwellgleichungen beschreiben. Vielen Dank schonmal im Voraus für die Antworten.
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Das klingt ähnlich wie eine Exponentialhorn-Antenne, vielleicht gibts dazu Berechnungstipps im Web. Hier eine von Philips / Sievers, Abbildung aus: http://dpmc.unige.ch/hyper/59.pdf Seite 20 da geht es aber nur um Messungen, nicht Berechnungen. http://de.wikipedia.org/wiki/Hornantenne http://www.w1ghz.org/antbook/chap6-4a.pdf hier auf der letzten Seite ist auch eine kleine Literaturübersicht.
Es gibt eine akademische Lizenz von Microwave Studio. Die Schule soll doch die paar Piepen rausblasen. Mit diesem Tool kann man die Feldverteilung in 3D simulieren. Mit etwas Uebung kann man sowas in einer halben Stunde oder so simulieren. Eine analytische Loesung wird eher aufwenig sein. Wenn ich etwas Zeit uebrig habe, kann ich's morgen ja mal probieren.
Es geht darum den gegebenen Hohlleiter in einen gleich hohen, aber weiteren ueberzufuehren, und dies indem man linear aufweitet. Dann hat man einfach im Breiten dieselben Modi mehrfach nebeneinander, und in der Uebergangszone sieht man Interferenzen.
Danke schonmal für die Antwort. Das ganze soll aber analytisch bestimmt werden. Ich hab im Microwave Engineering schon einiges darüber gelesen. Ich komme eigentlich nicht aus dem Hochfrequenzbereich. Habe auch schon die Feldverteilung im einfachen Hohlleiter berechnen können. Jedoch ist bei einer linearen Aufweitung das bisschen komplizierter aufgrund der Impedanzsprünge. Ich bin jetzt soweit, dass ich nun die Streumatrix aufstellen kann. Allerdings weiß ich nicht genau wie, da ich sowas noch nie gemacht habe. Stimmt es, dass ich insgesamt 3 Streumatrixen aufstellen muss, um dann daraus die gesamte zu berechnen? Jede für die beiden Netzwerke, also kleiner Hohlleiter und großer Hohlleiter und anschließend für die Störstelle? Kann ich, wenn ich den Reflektionsfaktor R bestimmt habe, mit der Formel: T=1-R den Transmissionsfaktor bestimmen? Oder lautet die Formel T=1+R? Hoffe ihr könnt mir helfen.
Auch in der Mikrowellen-Bibel Matthaei/Young/Jones ISBN 0890060991 wird
das ganze eher praktisch angegangen.
Die Aufweitung wird in kleinen Stufen erreicht ("stepped impedance
transformer"), jede Stufe ist im Ersatzschaltbild als Parallelkapazität
modelliert. Diese Kapazitäten werden im interessierenden Frequenzbereich
durch Längenkorrekturen kompensiert. Ein Beispiel beschreibt einen
Rechteck-Hohlleiterübergang von 6,5*1,3 inch auf 6,5*3,25 inch mit den
Randbedingungen VSWR < 1,03 von 1180...1430 MHz.
Sei T die transmitierte Leistung, R die reflektierte Leistung, beide auf die Gesammtleistung skaliert, so gilt, ohne Verluste, T+R=1 (eins).
Man braucht fuer so einen Uebergang keine 3 Streumatrizen. Die haben keinen Inhalt. Speziell die beiden Hohlleiter sind trivial. Das Interessante der Verzweigung ist die Feldverteilung, und daraus geht alles hervor, auch die Streumatrix.
Diese Feldverteilung soll ich ja mathematisch berechnen. Gibt es eventuell ein Programm, dass mir solche Formeln rausgibt?
> Matthaei/Young/Jones Gut, aber schon etwas älter... http://www.hft.uni-hannover.de/typo3conf/ext/naw_securedl/secure.php?u=0&file=uploads/tx_tkpublikationen/abst_Kuehne_D.pdf&t=1266917780&hash=874962253bc67fa463cdc622abaa9e48
hier ist die ganze Arbeit: http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=964254328&dok_var=d1&dok_ext=pdf&filename=964254328.pdf
Danke für den Link. Der hilft mir etwas weiter. Ich soll das ganze aber in kartesischen Koordinaten machen. In der Arbeit wird das allerdings alles nur in Zylinderkoordinaten gemacht. Gibt es dafür etwas vergleichbares?
Also das Umrechnen der Feldverteilung von Zylinderkoordinaten in kartesische Koordinaten mußt du schon selbst machen ! Wenn's daran scheitert, bist Du der falsche Mann/Frau für die Aufgabe !
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waveguide_S21.png
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Anbei eine Simulation. Die Parameter sind zufaellig, links ist WR90 fuer X-Band, hier bei 10.1GHz. Wuerd mich auch interessieren wie man sowas analytisch loesen wollte. Ich koennt auch noch einen video liefern, wo sich die Felder bewegen, ist aber un die 6Mega
@ Matthias: An der Umrechnung wird es wohl nicht scheitern. Habe nur gedacht, dass es sowas schon mit karthesischen Koordinaten gibt. @ zapp: Vielen Dank für die Bilder. Habe mir das auch mal simuliert um zu gucken, wie die Feldverteilung aussieht. Sobald ich eine Lösung für das ganze habe, dann werde ich diese hier reinstellen. Vielen Dank an alle
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