Technische Universität Ilmenau

Electromagnetic waves - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties 1339 - common information
module number1339
departmentDepartment of Electrical Engineering and Information Technology
ID of group 2113 (RF and Microwave Research Group)
module leaderProf. Dr. Matthias Hein
requirements

Erforderliche Vorkenntnisse für das Fach Elektromagnetische Wellen, Bereitschaft zur selbständigen Vertiefung des vermittelten Wissens, Team- und Kommunikationsfähigkeit

learning outcome

In diesem Modul beschäftigen sich die Studierenden mittels Vorlesungen, geleiteter Übungen, sowie selbständiger Problemlösung mit anwendungsbezogenen Aspekten elektromagnetischer Wellen.


Die Studierenden bringen ihre in diesem Modul neu erworbenen Kenntnisse in Verbindung mit ihren Grundlagenkenntnissen der allgemeinen und theoretischen Elektrotechnik und verstehen tiefere Zusammenhänge. Sie wenden analytische, numerische sowie experimentelle Methoden an, um Lösungsansätze für typische Problemstellungen bei der Beschreibung von Wellenleiterbauelementen und Antennen zu identifizieren und hinsichtlich ihrer Konsistenz und Praktikabilität zu bewerten.


Das Modul vermittelt Fachkompetenzen im Bereich natur- und ingenieurwissenschaftlicher Grundlagen im Bereich freier und geführter elektromagnetischer Wellen. Die Studierenden werden mit neuesten Aufgabenstellungen und Methoden vertraut gemacht. Die vermittelte Methodenkompetenz umfasst ein systematisches Erschließen und Nutzen des Fachwissens und die Dokumentation von Arbeitsergebnissen. Systemkompetenzen betreffen die kognitive Erfassung eines Überblicks über angrenzende Fachgebiete, sowie fachübergreifendes, systemorientiertes Denken. Das Modul fördert Sozialkompetenzen wie Kommunikation, Teamwork und Präsentationsfähigkeit.

Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
module nameElectromagnetic waves
credit points5
Obligationobligatory
certificate of the module Individual achievements or exams
details of the certificate
subject properties subject number 1339 - common information
subject number1339
departmentDepartment of Electrical Engineering and Information Technology
ID of group2113 (RF and Microwave Research Group)
subject leaderProf. Dr. Matthias Hein
languageDeutsch
term Sommersemester
previous knowledge and experience

Elektrotechnik 2

Theoretische Elektrotechnik 1

learning outcome

Die Studierenden vertiefen ihre bisher erworbenen Kenntnisse der allgemeinen und theoretischen Elektrotechnik, indem sie diese auf die Beschreibung spezifischer Eigenschaften elektromagnetischer Wellen anwenden. Sie verstehen spezielle Phänomene und Funktionsprinzipien zur Nutzung rasch veränderlicher elek­tro­magnetischer Felder. Sie wenden ingenieurwissenschaftliche Entwurfs- und Berechnungsmethoden zur Beschreibung von Wellenleiterbauelementen und Antennen an und verstehen deren problemspezifische Handhabung. Sie analysieren aktuelle Beispiele hinsichtlich besonders kritischer Entwurfsparameter, die den Schlüssel für anwendungsnahe Entwicklungen bilden.

Fachkompetenzen: Natur- und ingenieurwissenschaftliche Grundlagen, neueste Techniken und Methoden.

Methodenkompetenz: Systematisches Erschließen und Nutzen des Fachwissens und Dokumentation von Arbeitsergebnissen.

Systemkompetenzen: Überblickwissen über angrenzende Fachgebiete, die für die Gestaltung von Systemen wichtig sind, fachübergreifendes, systemorientiertes Denken.

Sozialkompetenz: Kommunikation, Teamwork, Präsentation.

content

Grundlagen und anwendungsorientierte Behandlung elektromagnetischer Wellen in schaltungsbasierten und strahlenden Systemen der HF- und Mikrowellentechnik; Zusammenhang mit Eigenschaften und Begrenzungen von Übertragungssystemen der Informations- und Kommunikationstechnik, Navigation und Sensorik. Vertiefung durch Anwendungsbeispiele in Übungsgruppen und selbständige Aufgabenlösung.

1. Einführung und Grundlagen

2. Elektromagnetische Strahlung: Leistungsbilanz und Umkehrbarkeit, Strahlungsfelder, Kenngrößen und Typen von Antennen

3. Elektromagnetische Wellen in Materie: Oberflächenimpedanz, Skineffekt, dynamische Leitfähigkeit, Supraleiter, Halbleiter, Dielektrika, Ferrite

4. Geführte elektromagnetische Wellen: Wellenleitertypen und Wellenformen, Dispersions- und Ausbreitungseigenschaften, periodische Strukturen, Resonatoren und Filter

5. Entwurfstechnische Beschreibung: Streuparameter und Streumatrix, Signalflussgraphen, Smith-Diagramm, Anpasstransformationen

media of instruction

Tafelbild, interaktive Entwicklung der Stoffinhalte

Illustrationen zur Vorlesung (in elektronischer Form verfügbar)

Hinweise zur persönlichen Vertiefung

Identifikation vorlesungsübergreifender Zusammenhänge

Vorlesungsbegleitende Aufgabensammlung zur selbständigen Nacharbeitung (in elektronischer Form verfügbar)

literature / references

Kummer: Grundlagen der Mikrowellentechnik

H.G. Unger: Elektromagnetische Wellen I, II Hochschullehrbuch, Braunschweig, Vieweg 1986

Zinke, Brunswig: Hochfrequenztechnik 1 und 2, Springer-Verlag 1999/2000

G. Lehner: Elektromagnetische Feldtheorie, Springer 2006

D.J. Griffiths: Elektrodynamik, Pearson Studium, 2011

Skript zur Vorlesung "Theoretische Elektrotechnik"

 

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

Details in major Bachelor Ingenieurinformatik 2008, Bachelor Ingenieurinformatik 2013, Diplom Elektrotechnik und Informationstechnik 2017
subject nameElectromagnetic waves
examination number2100025
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory elective
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

maximum number of participants
Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008, Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013
subject nameElectromagnetic waves
examination number2100025
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

maximum number of participants
Details in major Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008
subject nameElectromagnetic waves
examination number2100025
credit points5
on-campus program (h)34
self-study (h)116
Obligationobligatory
examoral examination performance, 30 minutes
details of the certificate
Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

maximum number of participants