Inhalt	8
	1 Einleitung	16
	1.1 Hochfrequenzanwendungen	16
	1.2 Frequenzbereiche	18
	1.3 Hochfrequenztechnische Erscheinungen	19
	1.3.1 Elektrisch kurze Leitungen	19
	1.3.2 Leitungen mit einer Länge in der Größenordnung der Wellenlänge	21
	1.3.3 Antennen und Abstrahlung elektromagnetischer Wellen	22
	1.4 Ausblick auf die folgenden Kapitel	23
	2 Elektromagnetische Felder und Wellen	25
	2.1 Physikalische und mathematische Grundlagen	25
	2.1.1 Elektrostatische Feldgrößen	25
	2.1.1.1 Elektrische Feldstärke und Spannung	25
	2.1.1.2 Polarisation und relative Dielektrizitätszahl	29
	2.1.1.3 Verhalten bei Wechselstrom	30
	2.1.1.4 Dielektrische Verschiebungsdichte	31
	2.1.1.5 Elektrische Feldenergie und Kapazität	31
	2.1.2 Stationäre elektrische Strömungsfelder und magnetische Felder	32
	2.1.2.1 Stromdichte, Leistungsdichte und Widerstand	32
	2.1.2.2 Magnetische Feldstärke und magnetisches Vektorpotential	34
	2.1.2.3 Magnetische Feldenergie und Induktivität	36
	2.1.2.4 Lorentz-Kraft	36
	2.1.3 Vektoranalytische Operatoren	37
	2.1.3.1 Divergenz	37
	2.1.3.2 Rotation	37
	2.2 Maxwellsche Gleichungen	38
	2.2.1 Differentialform fu¨r allgemeine Zeitabhängigkeit	38
	2.2.2 Differentialform fu¨r harmonische Zeitabhängigkeit	39
	2.2.3 Integralform	40
	2.2.4 Materialgleichungen	42
	2.2.5 Verhalten an Materialgrenzen	44
	2.3 Einteilung elektromagnetischer Feldprobleme	46
	2.3.1 Statische Felder	46
	2.3.2 Quasistatische Felder	46
	2.3.3 Schnell veränderliche Felder	47
	2.4 Skineffekt	47
	2.5 Elektromagnetische Wellen	50
	2.5.1 Wellengleichung und ebene Wellen	50
	2.5.2 Polarisation	54
	2.5.2.1 Lineare Polarisation	55
	2.5.2.2 Zirkulare Polarisation	55
	2.5.2.3 Elliptische Polarisation	55
	2.5.3 Reflexion und Brechung an ebenen Grenzflächen	56
	2.5.3.1 Senkrechter Einfall	57
	2.5.3.2 Schräger Einfall	59
	2.5.4 Kugelwellen	64
	2.6 Zusammenfassung	65
	2.7 Übungsaufgaben	66
	3 Leitungstheorie und Signale auf Leitungen	68
	3.1 Leitungstheorie	68
	3.1.1 Ersatzschaltbild eines kurzen Leitungsstu¨cks	68
	3.1.2 Telegraphengleichung	70
	3.1.3 Spannungs- und Stromwellen auf Leitungen	72
	3.1.4 Einseitig abgeschlossene Leitung	75
	3.1.5 Eingangsimpedanz einer abgeschlossenen Leitung	77
	3.1.6 Verlustlose Leitungen	79
	3.1.7 Leitungen mit geringen Verlusten	81
	3.1.8 Verschiedene Leitungsabschlu¨sse einer verlustlosen Leitung	82
	3.1.8.1 Angepasste Leitung	83
	3.1.8.2 Kurzgeschlossene Leitung	84
	3.1.8.3 Leerlaufende Leitung	86
	3.1.8.4 Allgemeiner Abschluss	88
	3.1.9 Verlustlose Leitungen als Impedanztransformatoren	89
	3.1.9.1 Der ./4-Transformator	89
	3.1.9.2 Der ./2-Transformator	89
	3.1.10 Reflexionsfaktor einer verlustlosen Leitung	90
	3.1.11 Smith-Chart-Diagramm	93
	3.2 Zeitsignale auf Leitungen	98
	3.2.1 Sprungförmige Signale	98
	3.2.1.1 Angepasste Quelle und angepasster Abschluss	98
	3.2.1.2 Angepasste Quelle und fehlangepasster (resistiver) Abschluss	100
	3.2.1.3 Angepasste Quelle und fehlangepasster (reaktiver) Abschluss	102
	3.2.1.4 Fehlanpassung an Quelle und Last	104
	3.2.2 Rechteckförmige Signale	107
	3.3 Augendiagramm	108
	3.4 Zusammenfassung	111
	3.5 Übungsaufgaben	112
	4 Wellenleiter	114
	4.1 Überblick u¨ber technisch bedeutsame Leitungstypen	114
	4.2 Koaxialleitungen	116
	4.2.1 Induktivitätsbelag und Leitungswellenwiderstand	117
	4.2.2 Dämpfung bei schwachen Verlusten	119
	4.2.2.1 Metallische Verluste	120
	4.2.2.2 Dielektrische Verluste	120
	4.2.3 Nutzbarer Frequenzbereich	121
	4.2.4 Anwendungsgebiete	123
	4.3 Mikrostreifenleitungen (Microstrip)	123
	4.3.1 Wellenwiderstand und effektive Permittivitätszahl	124
	4.3.2 Dispersion und nutzbarer Frequenzbereich	127
	4.3.3 Anwendungsgebiete	128
	4.4 Streifenleitung (Stripline)	128
	4.4.1 Leitungswellenwiderstand	129
	4.4.2 Nutzbarer Frequenzbereich	129
	4.4.3 Anwendungsgebiete	130
	4.5 Rechteckhohlleiter	130
	4.5.1 Allgemeine Überlegungen	131
	4.5.2 Die H10-Grundwelle	134
	4.5.3 Höhere Wellentypen	137
	4.5.4 Einsatzgebiete von Hohlleitern	138
	4.5.5 Anregung von Hohlleiterwellen	139
	4.5.6 Hohlraumresonatoren	140
	4.6 Zweidrahtleitung	142
	4.6.1 Leitungswellenwiderstand	143
	4.6.2 Anwendungsgebiete	143
	4.7 Dreileitersysteme	144
	4.7.1 Gleich- und Gegentaktwellen	144
	4.7.2 Leitungswellenwiderstände und Ausbreitungskonstanten	146
	4.7.3 Leitungsabschluss	149
	4.8 Übungsaufgaben	149
	5 Streuparameter	151
	5.1 Mehrtorgleichungen in Matrixform	151
	5.2 Definition von Wellengrößen	152
	5.3 Streuparameter und Leistung	154
	5.4 Spezielle Eigenschaften von Schaltungen	157
	5.4.1 Anpassung	157
	5.4.2 Leistungsanpassung	158
	5.4.3 Reziprozität (Übertragungssymmetrie)	159
	5.4.4 Symmetrie	160
	5.4.5 Verlustlosigkeit bei Passivität	160
	5.4.6 Ru¨ckwirkungsfreiheit	161
	5.4.7 Besondere Bedingungen bei Dreitoren	161
	5.5 Berechnung von Streumatrizen	161
	5.5.1 Reflexionsfaktoren	162
	5.5.2 Transmissionsfaktoren	162
	5.5.3 Umnormierung einer Streumatrix auf andere Torwiderstände	165
	5.6 Signalflussmethode	166
	5.7 Messung von Streuparametern	172
	5.8 Übungsaufgaben	175
	6 Hochfrequenzbauelemente und -schaltungen	178
	6.1 Ersatzschaltbilder konzentrierter Bauelemente	178
	6.1.1 Widerstände	178
	6.1.2 Kondensatoren	180
	6.1.3 Spulen	182
	6.2 Leitungsresonatoren	183
	6.2.1 ./2-Resonator	184
	6.2.2 ./4-Resonator	185
	6.3 Anpassschaltungen	187
	6.3.1 LC-Anpassnetzwerke	188
	6.3.2 Anpassung mit Leitungen	190
	6.3.2.1 ./4-Transformator	190
	6.3.2.2 Stichleitung und Butterfly-Stubs	192
	6.4 Filter	194
	6.4.1 Klassischer LC-Filterentwurf mit Induktivitäten und Kapazitäten	194
	6.4.2 Entwurf von Butterworth-Filtern	196
	6.4.2.1 Filter mit Tiefpassverhalten	196
	6.4.2.2 Filter mit Hochpassverhalten	199
	6.4.2.3 Filter mit Bandpassverhalten	201
	6.5 Leitungsfilter	203
	6.5.1 Seitengekoppelte Filter (Edge-coupled-line-Filter)	204
	6.5.2 Seitengekoppelte Filter (Hairpin-Filter)	208
	6.5.3 Stepped-impedance-Filter	209
	6.5.4 Metallisch geschirmte Filter (Gehäuseresonanzen)	210
	6.5.5 Hohlleitungsfilter	211
	6.6 Zirkulatoren	212
	6.7 Leistungsteiler	214
	6.7.1 Wilkinson-Leistungsteiler	214
	6.7.2 Leistungsteiler mit ungleicher Leistungsaufteilung	216
	6.8 Branchline-Koppler	217
	6.8.1 Konventioneller 3-dB-Koppler	217
	6.8.2 Ungleiche Leistungsaufteilung und Impedanztransformation	220
	6.9 Rat-Race-Koppler	222
	6.10 Richtkoppler	223
	6.11 Symmetrierglieder	225
	6.12 Elektronische Schaltungen	227
	6.12.1 Mischer	229
	6.12.2 Verstärker und Oszillatoren	231
	6.13 Moderne HF-Entwurfswerkzeuge	233
	6.13.1 HF-Schaltungssimulatoren	233
	6.13.2 Elektromagnetische 3D-Feldsimulation	233
	6.14 Übungsaufgaben	237
	7 Antennen	239
	7.1 Grundbegriffe und Kenngrößen	239
	7.1.1 Antennen als Wellentypwandler	239
	7.1.2 Nahfeld und Fernfeld	240
	7.1.3 Isotroper Kugelstrahler	241
	7.1.4 Kenngrößen fu¨r das Strahlungsfeld einer Antenne	242
	7.1.5 Anpassung und Bandbreite	247
	7.2 Praktische Antennenbauformen	248
	7.3 Mathematische Behandlung des Hertzschen Dipols	251
	7.4 Drahtantennen	255
	7.4.1 Halbwellendipol	256
	7.4.2 Monopol	258
	7.4.3 Verku¨rzung von Monopolantennen	259
	7.5 Planare Antennen	260
	7.5.1 Rechteckige Patch-Antenne	261
	7.5.1.1 Abstrahlung eines Patch-Elementes	261
	7.5.1.2 Resonanzfrequenz und Patch-Abmessungen	262
	7.5.1.3 Speisung von Patch-Antennen	263
	7.5.2 Patch-Antennen mit zirkularer Polarisation	266
	7.5.3 Planare Dipol- und Inverted-F-Antennen	268
	7.6 Gruppenantennen	270
	7.6.1 Einzelcharakteristik und Gruppenfaktor	270
	7.6.2 Phasengesteuerte Antennen	274
	7.6.3 Strahlformung	279
	7.7 Weitere Antennenkonzepte	282
	7.8 Übungsaufgaben	282
	8 Funkwellen	284
	8.1 Wellenausbreitungseffekte	284
	8.1.1 Reflexion und Brechung	284
	8.1.2 Absorption	285
	8.1.3 Beugung	285
	8.1.4 Streuung	287
	8.1.5 Doppler-Effekt	288
	8.2 Einfache Ausbreitungsszenarien	291
	8.2.1 Freiraumausbreitung	291
	8.2.2 Dämpfung von Wellen in Luft	293
	8.2.3 Ausbreitung u¨ber ebenem Grund (Zweiwegeausbreitung)	294
	8.2.4 Richtfunkstrecken	297
	8.2.5 Geschichtete Medien	299
	8.3 Komplexe Umgebungen	301
	8.3.1 Mehrwegeausbreitung	301
	8.3.2 Clutter Factor-Modell	304
	8.3.3 Okumura-Hata-Model	305
	8.3.4 Physikalische Modelle und numerische Feldberechnung	306
	8.4 Übungsaufgaben	309
	A Anhang	310
	A.1 Koordinatensysteme	310
	A.1.1 Kartesisches Koordinatensystem	311
	A.1.2 Zylinderkoordinatensystem	312
	A.1.3 Kugelkoordinatensystem	313
	A.2 Logarithmische Darstellung von technischen Größen	314
	A.2.1 Dimensionslose Größen	314
	A.2.2 Relative und absolute Pegel	315
	A.2.3 Pegelplan einer Übertragungsstrecke	315
	Formelzeichen und Abku¨rzungen	317
	Literatur	320
	Index	324