Technische Universität Ilmenau

Antenna fundamentals - Modultafeln of TU Ilmenau

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subject properties subject number 5168 - common information
subject number5168
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

Elektrodynamik / Elektromagnetische Wellen

Signale und Systeme

Grundlagen der Hochfrequenztechnik

learning outcome

Die Studierenden verstehen die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen und wenden dieses Wissen auf die grundlegenden Entwurfs- und Berechnungsverfahren von Antennen im Fernfeld an. Sie analysieren solche Verfahren hinsichtlich ihrer Eignung und Auswirkungen für verschiedene Antennentypen. Vertiefende Problemstellungen in den Übungen versetzen die Studierenden in die Lage, Antennenentwürfe zu synthetisieren. Die Studierenden generalisieren die Eigenschaften einzelner Antennen in Bezug auf das Zusammenwirken in Strahlergruppen. Sie übertragen ihnen bekannte Darstellungsverfahren auf die räumlich-zeitlich filternden Eigenschaften von Gruppenantennen. Die Studierenden erkennen Zusammenhänge aus dem Bereich der Antennentechnik mit Wellenausbreitung und Funksystemen, Schaltungen und Bausteinen der HF- und Mikrowellentechnik, der Nachrichtentechnik und Informationstheorie und vermögen diese anwendungsspezifisch zu bewerten.

Fachkompetenzen: Natur- und ingenieurwissenschaftliche Grundlagen, frühzeitige Einbindung von Entwicklungstendenzen, neueste Techniken und Methoden, Einbindung des angewandten Grundlagenwissens der Informationsverarbeitung.

Methodenkompetenz: Systematisches Erschließen und Nutzen des Fachwissens und Dokumentation von Arbeitsergebnissen; Modellbildung, Planung, Simulation und Bewertung komplexer Systeme.

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

Sozialkompetenzen: Kommunikation, Teamwork, Präsentation; Erkennen und Analyse gesellsch. Bedürfnisse, Schnittstellen techn. Problemstellungen zur Gesellschaft.

content

1. Einführung: Inhaltsübersicht, Motivation, Entwicklungen und Trends, elektromagnetische Grundlagen

2. Antennen im Sendebetrieb: Beschreibung des Strahlungsfeldes, Fern­feldbedingung, Elementar­antennen, Antennenkenn­größen

3. Antennen im Empfangsbetrieb: Reziprozitätstheorem, Wirkfläche, Leistungsübertragung (Fränz‘sche Formel und Radargleichung), Rausch­temperatur

4. Bauformen einfacher Antennen: Flächenstrahler, Drahtantennen, Planarantennen, Beschreibungsmodelle, Kenngrößen

5. Gruppenantennen (antenna arrays): Phasengesteuerte Arrays, lineare Arrays, Richtcharakteristik von Arrays (Strahlungskopplung), Strahl­formung

6. Signalverarbeitung mit Antennen:  Räumliche Frequenzen, Antennen als Filter, Keulensynthese, superdirektive Antennen, adaptive Antennen

7. Antennenmesstechnik: Gewinn, Richtcharakteristik (Nah- und Fernfeld), Rauschtemperatur, Eingangswiderstand, Bandbreite

Die alternative Prüfungsleistung besteht aus einer 30-minütigen mündlichen Prüfung sowie einem benoteten Praktikum (1 SWS). Die Prüfung geht mit 75%, das Praktikum mit 25% in die Gesamtbewertung ein.

Praktikum Antennenmessprojekt

Das Praktikum zur Lehrveranstaltung Antennen umfasst drei unterschiedliche Projekte zur Antennenmessung an folgenden drei Einrichtungen:

Antennenmesslabor,

Nahfeldscanner,

Messlabor VISTA.

Im laufenden Semester hat jeder teilnehmende Student eines der Projekte zu absolvieren.

media of instruction

Tafelbild, interaktive Entwicklung der Stoffinhalte

Illustrationen zur Vorlesung (in elektronischer Form verfügbar)

Exponate, Möglichkeiten zur individuellen Nutzung / experimentellen Untersuchung

Hinweise zur persönlichen Vertiefung

Identifikation vorlesungsübergreifender Zusammenhänge

Vorlesungsbegleitende Aufgabensammlung zur selbständigen Nacharbeitung (in elektronischer Form verfügbar)

literature / references

S. Drabowitch, A. Papiernik, H. Griffiths, J. Encinas, B. L. Smith, "Modern antennas", Chapman & Hill, 1998.

C.A. Balanis, “Antenna theory: analysis and design”, Wiley, 1997.

J.D. Kraus und R.J. Marhefka, "Antennas for all applications", McGraw-Hill, 2002.

Zinke-Brunswig, "Hochfrequenztechnik 1" (Kap. 6), Springer, 2000.

E. Stirner, "Antennen", Band 1: Grundlagen, Band 2: Praxis, Band 3: Messtechnik, Hüthig-Verlag, 1977.

R. Kühn, "Mikrowellenantennen", Verlag Technik Berlin.

E. Pehl, "Mikrowellentechnik", Band 2: "Antennen und aktive Bauteile", Dr. Alfred Hüthig Verlag, 1984.

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

SS 2011 (Fach)

SS 2017 (Fach)

Freiwillige Evaluation:

Hospitation:

SS 2017

Details in major Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 (ET), Master Ingenieurinformatik 2014, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 (ET), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2015 (ET), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2018 (ET)
subject nameAntenna fundamentals
examination number2100171
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory elective
examalternative examination performance, 30 minutes
details of the certificate

Die alternative Prüfungsleistung besteht aus einer 30-minütigen mündlichen Prüfung sowie einem benoteten Praktikum (1 SWS). Die Prüfung geht mit 75%, das Praktikum mit 25% in die Gesamtbewertung ein.

Achtung: Die alternative Prüfungsleistung wird entsprechend dem Turnus der Lehrveranstaltung jeweils nur im Sommersemester angeboten!

Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:


SS 2011 (Fach)


SS 2017 (Fach)


Freiwillige Evaluation:


Hospitation:


SS 2017

maximum number of participants
Details in major Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 (IKT)
subject nameAntenna fundamentals
examination number2100171
credit points5
on-campus program (h)45
self-study (h)105
Obligationobligatory
examalternative examination performance, 30 minutes
details of the certificate

Die alternative Prüfungsleistung besteht aus einer 30-minütigen mündlichen Prüfung sowie einem benoteten Praktikum (1 SWS). Die Prüfung geht mit 75%, das Praktikum mit 25% in die Gesamtbewertung ein.

Achtung: Die alternative Prüfungsleistung wird entsprechend dem Turnus der Lehrveranstaltung jeweils nur im Sommersemester angeboten!

Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:


SS 2011 (Fach)


SS 2017 (Fach)


Freiwillige Evaluation:


Hospitation:


SS 2017

maximum number of participants
Details in major Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 (ET), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 (ET), Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010, Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 (ET)
subject nameAntenna fundamentals
examination number2100171
credit points4
on-campus program (h)34
self-study (h)86
Obligationobligatory elective
examalternative examination performance, 30 minutes
details of the certificate

Die alternative Prüfungsleistung besteht aus einer 30-minütigen mündlichen Prüfung sowie einem benoteten Praktikum (1 SWS). Die Prüfung geht mit 75%, das Praktikum mit 25% in die Gesamtbewertung ein.

Achtung: Die alternative Prüfungsleistung wird entsprechend dem Turnus der Lehrveranstaltung jeweils nur im Sommersemester angeboten!

Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:


SS 2011 (Fach)


SS 2017 (Fach)


Freiwillige Evaluation:


Hospitation:


SS 2017

maximum number of participants
Details in major Master Ingenieurinformatik 2009
subject nameAntenna fundamentals
examination number2100171
credit points4
on-campus program (h)34
self-study (h)86
Obligationobligatory
examalternative examination performance, 30 minutes
details of the certificate

Die alternative Prüfungsleistung besteht aus einer 30-minütigen mündlichen Prüfung sowie einem benoteten Praktikum (1 SWS). Die Prüfung geht mit 75%, das Praktikum mit 25% in die Gesamtbewertung ein.

Achtung: Die alternative Prüfungsleistung wird entsprechend dem Turnus der Lehrveranstaltung jeweils nur im Sommersemester angeboten!

Signup details for alternative examinations

Pflichtevaluation:


SS 2011 (Fach)


SS 2017 (Fach)


Freiwillige Evaluation:


Hospitation:


SS 2017

maximum number of participants