Klausur 2008-F

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Klausuraufgaben Elektromagnetische Felder II (IK) Frühjahr 20084.2 Die Schaltung gemäß Bild 4.1 soll nun in Streifenleitungstechnik(Dielektrizitätskonstante des Substratmaterials: ε r = 2,2) realisiert werden.4.2.1 Wie groß sind die Verhältnisse W 1 /h und W 2 /h der Streifenleitungen, wennzunächst Dispersions- und Streueffekte vernachlässigt werden sollen?4.2.2 Welche prozentuale Abweichung des Wellenwiderstandes ergibt sich für Z L2durch die Vernachlässigung der Dispersion? (h = 1 mm)
Klausuraufgaben Elektromagnetische Felder II (IK) Frühjahr 2008Aufgabe 5 (Hohlleiterverzweigung)20 Punkte5.1.1 Bestimmen Sie den Bereich für die Breite a min ≤ a ≤ a max eines luftgefülltenRechteckhohleiters so, dass im Frequenzbereich von 8 ≤ f/GHz ≤ 10 nur dieGrundmode ausbreitungsfähig ist.5.1.2 Skizzieren Sie qualitativ den Verlauf der Phasenkonstanten β in einemverlustfeien Hohlleiter in Abhängigkeit von der Frequenz f.5.1.3 Welche besondere Eigenschaft zeichnen die H 0n – Wellentypen gegenüber allenanderen Moden im schwach verlustbehafteten Rundhohlleiter aus?Nennen Sie ein Anwendungsbeispiel für diesen Wellentyp.5.2 Es wird ein verlustloser, luftgefüllter Rechteckhohlleiter mit demAbmessungsverhältnis a/b betrachtet.Zahlenwerte: f = 5 GHz a/b = 4/35.2.1 Bestimmen Sie die Breite a und die Höhe b des Hohlleiters so, dass dieBetriebsfrequenz f gleich dem geometrischen Mittel der Grenzfrequenzen desH 20 – und des H 40 – Wellentyps (f C,H20 und f C,H40 ) wird.5.2.2 Geben Sie alle Wellentypen an, die bei der Betriebsfrequenz f in dem gemäß5.2.1 dimensionierten Hohlleiter ausbreitungsfähig sind.5.2.3 Wie groß ist die Leistung P 0 , die der H 20 – Wellentyp transportiert, wenn dessenmaximale longitudinale magnetische Feldstärkekomponente H z,max = 10 A/mbeträgt? [ µ 0 = 4π·10 -7 (Vs)/(Am) ]5.3 Im Bereich z < 0 des in 5.2 beschriebenen Hohlleiters breitet sich eine inpositive z-Richtung fortschreitende H 20 -Welle aus (f = 5 GHz).Nun wird im Bereich z ≥ 0 bei x = a/2 und bei y = b/3 jeweils eine idealleitenden Ebene gemäß Bild 5.1 in den Hohlleiter eingebracht, wodurch dievier Teilhohlleiter I bis IV entstehen.aa/2bb/3IIIBild 5.1IIIIVx0yz
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