Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 1 Grundlagen der Elektrotechnik I (GET I) Vorlesung am 20.10.2006 Fr. 8:30-10:00 Uhr; R. 1603 (Hörsaal)

Präsentation zum Thema: "Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 1 Grundlagen der Elektrotechnik I (GET I) Vorlesung am 20.10.2006 Fr. 8:30-10:00 Uhr; R. 1603 (Hörsaal)"—  Präsentation transkript:

1 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 1 Grundlagen der Elektrotechnik I (GET I) Vorlesung am 20.10.2006 Fr. 8:30-10:00 Uhr; R. 1603 (Hörsaal) Universität Kassel (UNIK) FB 16 Elektrotechnik / Informatik FG Grundlagen der Elektrotechnik und Fahrzeugsysteme (FG FSG) FG Theoretische Elektrotechnik (FG TET) Büro: Wilhelmshöher Allee 71, Raum 2113 / 2115 D-34121 Kassel Dr.-Ing. René Marklein E-Mail: marklein@uni-kassel.demarklein@uni-kassel.de Tel.: 0561 804 6426; Fax: 0561 804 6489 URL: http://www.tet.e-technik.uni-kassel.dehttp://www.tet.e-technik.uni-kassel.de URL: http://www.uni-kassel.de/fb16/tet/marklein/index.htmlhttp://www.uni-kassel.de/fb16/tet/marklein/index.html

2 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 2 GET-Vorlesungen - GET I- und GET II-Vorlesung ► GET I-Vorlesung - Wintersemester, z. B. WS 2006/2007 ► GET II-Vorlesung - Sommersemester, z. B. SS 2007 ► GET I-Prüfung - nach dem Wintersemester, z. B. WS 2006/2007 ► GET II-Prüfung - nach dem Sommersemester, z. B. SS 2007 GET-Prüfungen - GET I- und GET II-Prüfung Dringende Empfehlung: ► Schreiben Sie die GET I- und GET II-Prüfung direkt nach der jeweiligen Vorlesung! ► Schieben Sie die Prüfungen nicht auf die lange Bank!

3 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 3 ► GET I-Vorlesung: Dr.-Ing. René Marklein Fr. 8:30-10:00 Uhr; R. 1603 (Hörsaal) Di. 13:00-14:30 Uhr; R. 1603 (Hörsaal) ► GET I-Übung: Dr.-Ing. Oliver Haas Fr. 10:15-11:45 Uhr; R. 1603 (Hörsaal) ► GET I-Tutorium: Dr.-Ing. Oliver Haas und andere Di. 8:15- 9:45 Uhr; R. -1319 (WA-altes Gebäude) Fr. 12:00-13:30 Uhr; R. -1607 (WA-Neubau) GET I-Veranstaltungen Dringende Empfehlung: ► Arbeiten Sie in den Übungen und Tutorien aktiv mit! ► Lösen Sie die Aufgaben selbstständig oder in Kleingruppen! ► Fragen Sie nach, falls Unklarheiten bestehen sollten!

4 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 4 ► Elektrotechnische Praktikum 1 (ETP 1): Dr.-Ing. Oliver Haas, Dipl.-Ing. Dirk Schneider GET I-Veranstaltungen Achtung! Betrifft die heutige Übung: ► Vorstellung des elektrotechnischen Praktikums 1 (ETP 1) ► Eintragung in Teilnehmerliste

5 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 5 Vorlesungsnotizen / Folien / Zusatzmaterialien / Programme / Links URL: http://www.uni-kassel.de/fb16/tet/marklein/index.htmlhttp://www.uni-kassel.de/fb16/tet/marklein/index.html... auf meiner Homepage zur Vorlesung...... erreichbar auch von der ► GET I-Homepage zur Vorlesung... URL: http://www.uni-kassel.de/fb16/fsg/Welcome.shtmlhttp://www.uni-kassel.de/fb16/fsg/Welcome.shtml ► Lehre ► Vorlesung GET I ► Vorlesungsunterlagen

6 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 6 Die GET I- und GET II-Vorlesung baut auf den folgenden Lehrbüchern auf: Clausert, H. und G. Wiesemann [CW, Band I]: Grundgebiete der Elektrotechnik I. Gleichstromnetze, Operationsverstärkerschaltungen, elektrische und magnetische Felder. 9. durchgesehene Auflage, R. Oldenbourg Verlag, München, 2004. 263 S., Broschur, (EUR) € 24.80, ISBN 3-486-27575-5 [amazon.de, Oldenbourg Verlag]amazon.deOldenbourg Verlag Clausert, H. und G. Wiesemann [CW, Band II]: Grundgebiete der Elektrotechnik II. Wechselströme, Drehstrom, Leitungen, Anwendungen der Fourier-, der Laplace- und der Z- Transformation. 9. durchgesehene Auflage, R. Oldenbourg Verlag, München, 2005. 344 S., Broschur, (EUR) € 34.80, ISBN 3-486-27582-8 [amazon.de, Oldenbourg Verlag]amazon.deOldenbourg Verlag

7 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 7 Weitere Literaturempfehlung... Albach, Manfred: Grundlagen der Elektrotechnik 1. Erfahrungssätze, Bauelemente, Gleichstromschaltungen. Pearson Studium, München, 2004. 304 S., Gebunden, (EUR) € 29,95, ISBN 3-8273-7106-6 [amazon.de, Pearson-Studium]amazon.dePearson-Studium Albach, Manfred: Grundlagen der Elektrotechnik 2. Periodische und nicht periodische Signalformen. Pearson Studium, München, 2005. 272 S., Gebunden, (EUR) € 29,95, ISBN 3-8273-7108-2 [amazon.de, Pearson-Studium]amazon.dePearson-Studium

8 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 8 Weitere Literaturempfehlung... Hagmann, Gert: Grundlagen der Elektrotechnik. 11 Aufl., AULA-Verlag, Wiebelsheim, 2005. 398 Seiten, bunden, (EUR) € 19,80, ISBN 3-8910- 4687-1 [amazon.de]amazon.de Hagmann, Gert: Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik. Mit Lösungen und ausführlichen Lösungswegen. 11 Aufl., AULA-Verlag, Wiebelsheim, 2005. 394 Seiten, (EUR) € 19,80, ISBN 3-8910-4679-0 [amazon.de]amazon.de

9 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 9 Weitere Literaturempfehlung … Paul, Reinhold: Elektrotechnik für Informatiker, m. CD-ROM. B. G. Teubner Verlag, Stuttgart, Juni 2004. 588 S., (EUR) € 49,90, ISBN 3-5190-0360-0 [amazon.de, B. G. Teubner Verlag]amazon.deB. G. Teubner Verlag

10 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 10 Weitere Literaturempfehlung... ► Becker, W. and Hofmann, W.: Grundlagen der Elektrotechnik. Berlin: Verlag Technik, 2000. 152 Seiten, € 12.80 [amazon.de]amazon.de ► Vömel, M. and Zastrow, D.: Aufgabensammlung Elektrotechnik: 1 Gleichstrom und elektrisches Feld. Braunschweig: Vieweg, 2001. ► Vömel, M. and Zastrow, D.: Aufgabensammlung Elektrotechnik: 2 Magnetisches Feld und Wechselstrom. Braunschweig: Vieweg, 1998. Weitere Quellen für Übungsaufgaben... siehe GET I-Homepage!

11 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 11 -1. Einführung Was ist Elektrotechnik? Mathematik: Was lässt sich berechnen? Physik, Biologie Chemie: Was gibt es? Informatik: Wie lässt es sich berechnen? Ingenieur: Wozu lässt es sich benutzen? (Industrie, Wirtschaft) Elektrotechnik Maschinenbau Informatik Bauwesen Wirtschaft

12 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 12 GET I - Übersicht 0. Einheiten und Gleichungen (S. 13, CW, Band I, 9. Aufl.) 1. Grundlegende Begriffe (S. 17, CW, Band I, 9. Aufl.) 2. Berechnung von Strömen und Spannungen in elektrischen Netzen (S. 26, CW, Band I, 9. Aufl.) 3. Elektrostatische Felder (S. 153, CW, Band I, 9. Aufl.) 4. Stationäre elektrische Strömungsfelder (S. 201, CW, Band I, 9. Aufl.)

13 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 13 GET II - Übersicht 5. Stationäre Magnetfelder (S. 211, CW, Band I, 9. Aufl.) 6. Zeitlich veränderliche Magnetfelder (S. 211, CW, Band I, 9. Aufl.) 7. Wechselstromlehre (S. 11, CW, Band II, 9. Aufl.) --- 9. Leitungen (S. 202, CW, Band II, 9. Aufl.) 10. Zeitlich veränderliche elektromagnetische Felder (S. 219, CW, Band II, 9. Aufl.) 8. Mehrphasensysteme (S. 179, CW, Band II, 9. Aufl.) ⇒ GET III (nächstes Wintersemester: WS 2006/2007)

14 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 14 2. Berechnung von Strömen und Spannungen in elektrischen Netzen Spannungsabfall U transportierte Ladungsmenge -> Strom I (ist immer an einen bestimmten Querschnitt verknüpft) Netzwerk

15 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 15 2. Berechnung von Strömen und Spannungen in elektrischen Netzen 2.8 Umlauf- und Knotenanalyse linearer Netze 2.8.1 Bestimmungsgleichungen für Ströme und Spannungen in einem Netz, lineare Abhängigkeit Def.:Maschen sind Umläufe, die im Innern keine Zweige enthalten.

16 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 16 2. Berechnung von Strömen und Spannungen in elektrischen Netzen 2.8.2 Topologische Grundbegriffe beliebiger Netze Die Topologie eines Netzes wird durch einen Graphen aus Knoten und Zweigen dargestellt:

17 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 17 2. Berechnung von Strömen und Spannungen in elektrischen Netzen 2.8.2 Topologische Grundbegriffe beliebiger Netze Def: Baumzweige = Zweige eines vollständigen Baumes Verbindungszweige = andere Zweige außerhalb des Baumes (hier im Baum 1,2,3 also Zweige 4,5,6) Verbindungszweige. Netz mit k Knoten und z Zweigen hat allgemein

18 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 18 3. Elektrostatische Felder (S. 153, CW, 6. Aufl.) Spannungsabfall U transportierte Ladungsmenge -> Strom I (ist immer an einen bestimmten Querschnitt verknüpft) Netzwerk

19 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 19 3. Elektrostatische Felder (S. 153, CW, 6. Aufl.) Felder in der Elektronik Netzwerk Netzwerk als Feldproblem [Morrison; 2002] Morrison, Ralph: The Fields of Electronics, Understanding Electronics Using Basic Physics. John Wiley & Sons, 192 Pages, April 2002. Elektrisches Feld entland eines Widerstandes (vgl. Fig. 1.7 in Morrison [2002]).

20 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 20 3. Elektrostatische Felder (S. 153, CW, 6. Aufl.) 3.1 Skalare und vektorielle Feldgrößen ( S. 153, CW, 6. Aufl.) Feld, Feldgröße Äquipotenzial- linien Höhen linien Feldlinien Falllinien elektrisches Feld Gravitationsfeld Äquipotenziallinie bzw. -fläche: Auf dieser Linie bzw. Fläche ist das Potenzial konstant. Höhenlinie: Auf dieser Linie ist die Höhe konstant.

21 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 21 Beispiel: Elektrostatisches Feld eines parallelen Plattenkondensator (Einschub) Geometrie des parallelen Plattenkondensators Skalarfeld: Elektrostatisches Potenzial (2D-Darstellung)

22 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 22 Beispiel: Elektrostatisches Feld eines parallelen Plattenkondensator (Einschub) Vektorfeld: Elektrostatische Feldstärke (2D-Darstellung) Geometrie des parallelen Plattenkondensators

23 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 23 Beispiel: Elektrostatisches Feld eines parallelen Plattenkondensator (Einschub) Skalarfeld: Elektrostatisches Potenzial (3D-Darstellung) Vektorfeld: Elektrostatische Feldstärke (3D-Darstellung)

24 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 24 Anmerkung zu MATLAB, SciLab, MuPAD Pro 3 Weblink: http://www.mathworks.de MATLAB - Studentenversion 14 87,00 EUR (inkl. MwSt.) Studierende inkl. ServicePack 1, Englisch, WinNT / Win2000 / WinXP / Mac OS / Linux ServicePack 2 nicht verfügbar! Nur für Studenten an Universitäten und Fachhochschulen Artikel-Nr.: 185754-005 MathWorks Studentenversionen - MATLAB Studenten Version Ab sofort verfügbar! Die MATLAB Studenten-Version Release 14 Die MATLAB Studenten-Version ist eine voll funktionsfähige, professionelle Version von MATLAB (Simulink ist in der Studentenversion auf 1000 Blöcke beschränkt), die für Studenten an Hochschulen und Bildungsinstitutionen gedacht ist, an denen ein akademischer Grad erworben werden kann. Weblink: https://www.academic-center.de/cgi-bin/product/P13511 A Free Scientific Software Package Weblink: http://scilabsoft.inria.fr/ Weblink: http://schule.mupad.de/ Lizenz: MuPAD Pro 3.1.1, Privat Zeitlich unbefristete MuPAD Lizenz für Lehrer bzw. Privatpersonen. Betriebssystem: Windows und Apple MacOS X (Sonderaktion!). Nur Lizenzschlüssel. 90,00 € MuPAD Light 3.1.1 for Linux/nicht für Windows! 0,00 € 87,00 € MuPAD Light 2.5.3 for Linux/Windows 0,00 €

25 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 25 Anmerkung zu SciLab A Free Scientific Software Package Weblink: http://scilabsoft.inria.fr/ // SciLab-Programm: // Bode-Diagramm für Tiefpass 1. Ordnung clf; s=poly(0,'s') h=syslin('c',1/(s+1)) title='Tiefpass 1. Ordnung: TP1 = 1/(1+s)'; bode(h,0.01,100,title); SciLab-Skript-Sprache ist der MATLAB-Skript-Sprache und der C-, C++-Programmiersprache sehr ähnlich!

26 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 26 5. Stationäre Magnetfelder Erde Bild 5.1. Magnetnadel richtet sich im Erdmagnetfeld (vgl. Bild 5.1. in Clausert & Wiesemann [2005, S. 211])

27 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 27 5. Stationäre Magnetfelder 5.2 Kräfte im magnetischen Feld und die magnetische Flussdichte 5.2.1 Kraft zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern Ströme gleichgerichtet -> Anziehung Parallelschaltung von stromdurchflossenen Leitern Ströme entgegengesetzt -> Abstoßung Reihenschaltung von stromdurchflossenen Leitern http://web.mit.edu/8.02t/www/802TEAL3D/visualizations/magnetostatics/ParallelWires/ParallelWires.htm http://web.mit.edu/8.02t/www/802TEAL3D/visualizations/magnetostatics/SeriesWires/SeriesWires.htm

28 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 28 7 Wechselstromlehre 7.1 Zeitabhängige Ströme und Spannungen Zur Notation: GET I: Großbuchstaben -> I, U : zeitunabhängige Größen, wie Gleichstrom oder Gleichspannung GET II: Kleinbuchstaben -> i(t), u(t) : zeitabhängige Größen, wie zeitabhängiger Strom oder zeitabhängige Spannung Sinusförmige Größen: ∙ Antriebsmotor ∙ Transformierbarkeit des Wechselstroms ∙ Nachrichtentechnik Gründe:

29 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 29 7.1.1 Entstehung von Sinusströmen und -spannungen Induktionsgesetz [Michael Faraday, 1831] Magnetischer Gesamtfluss

30 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 30 7.1.1 Entstehung von Sinusströmen und -spannungen Ströme und Spannungen im Netzwerk zeitlich konstant, U, I zeitabhängig, u(t), i(t) Gleichstromnetzwerke GET I CW: Bd. I, Kap. 2 periodisch nicht periodisch sinusförmig nicht sinusförmig Wechselstromnetzwerke GET II CW: Bd. II, Kap. 7 Harmonische Analyse GET III CW: Bd. II, Kap. 11 Schaltvorgänge GET III CW: Bd. II, Kap. 12 Übersicht zu den möglichen Strom- und Spannungsformen in einem Netzwerk

31 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 31 Vorlesung vom 19.04.2005: 6.1 Induktionswirkungen Bild 6.0. (a) Einfacher Generator; (b) Die rotierende Leiterschleife in der Draufsicht (vgl. Bild 10.4.1. in Liao, Dourmashkin, Belcher [2004, S. 10.12]) http://web.mit.edu/8.02t/www/802TEAL3D/visualizations/coursenotes/modules/faradayslaw.pdf Elektromagnetische Induktion: Generatorprinzip (b) Die rotierende Leiterschleife in der Draufsicht (a) Einfacher Generator;

32 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 32 7.1.4 Darstellung von Schwingungen mit Hilfe komplexer Größen 7.1.4.1 Eulersche Formeln und Gaußsche Zahlenebene Eulersche Formel Mit Hilfe der Eulerschen Formel können Sinus- und Kosinusschwingungen durch Exponentialfunktionen dargestellt werden!

33 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 33 7.1.4.1 Eulersche Formeln und Gaußsche Zahlenebene Imaginäre Einheit: Von Leonhard Euler 1777 zur Lösung von Komplexe Zahl: Realteil: R Imaginärteil: X Mathematik: Elektrotechnik: Verwechselungsgefahr mit dem Strom i, deswegen: ! eingeführt!

34 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 34 7.1.4.1 Eulersche Formeln und Gaußsche Zahlenebene Eulersche Formel Komplexe Zahl Motivation: 1. Differentiation und Integration gehen in Multiplikation und Division mit über! 2. Umrechnungen zwischen trigonometrischen Funktionen lassen sich leichter ausführen!

35 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 35 7.1.4.1 Eulersche Formeln und Gaußsche Zahlenebene Differentiation und Integration der Größe i(t)

36 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 36 9 Leitungen 9.1 Die Differentialgleichung der Leitung und ihre Lösung Bisher: Ausbreitungsgeschwindigkeit von Signalen auf Leitungen vernachlässigt. Jetzt: Betrachtung eines kleinen Leitungselementes in der Verbindung zwischen Quelle und Verbraucher: Bild 9.1. Leitung, aus zwei Drähten bestehend: Doppelleitung (vgl. Bild 9.1 in Clausert & Wiesemann [Bd. II, S. 202, 2005]) QuelleVerbraucher Doppelleitung Strom und Spannung sind vom Ort und der Zeit abhängig! Hier also von der Ortskoordinate z und der Zeit t ! Leitung

37 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 37 Leitungen - Geführte elektromagnetische Felder und Wellen (a) Coaxial Line / Koaxiale Leitung (b) Two-Wire Line / Zweidrahtleitung (c) Parallel-Plate Line / Parallelplattenleitung (d) Strip Line / Streifenleitung (e) Microstrip Line / Mikrostreifenleitung (f) Rectangular Waveguide / Recheckförmiger Wellenleiter bzw. Hohlleitung (g) Optical Fiber / Optische Faser bzw. Glasfaser (h) Coplanar Waveguide / Koplanarer Wellenleiter TEM Transmission Lines / TEM Leitungen (Übertragungsleitungen) Higher Order Transmission Lines / Leitungen höherer Ordnung (Übertragungsleitungen) Metal / Metall Metal / Metall Dielectric Spacing / Dielektrischer Zwischenraum

38 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 38 Leitungen - Geführte elektromagnetische Felder und Wellen (a) Coaxial Line / Koaxiale Leitung (b) Two-Wire Line / Zweidrahtleitung (c) Parallel-Plate Line / Parallelplattenleitung (d) Strip Line / Streifenleitung (e) Microstrip Line / Mikrostreifenleitung (g) Optical Fiber / Optische Faser bzw. Glasfaser (h) Coplanar Waveguide / Koplanarer Wellenleiter TEM Transmission Lines / TEM Leitungen (Übertragungsleitungen) Higher Order Transmission Lines / Leitungen höherer Ordnung (Übertragungsleitungen) Metal / Metall Metal / Metall Dielectric Spacing / Dielektrischer Zwischenraum Energietechnik (Hochspannungstechnik) T-Stücke & Abschluss- widerstände für 10Base2 RJ-45 Standard Nachrichtentechnik (LAN) Hochspannungsmast Freileitung mit Transformatorabzweig

39 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 39 Leitungen - Antennen zur Abstrahlung und Empfang von elektromagnetischen Wellen (a) Thin Dipole / Dünner Dipol (b) Biconical Dipole / Bikonischer Dipol (c) Loop / Rahmen / Schleife (d) Helix / Spirale (e) Log-periodic / Log-periodisch (g) Horn Antenna / Hornantenne (h) Microstrip / Mikrostreifen (i) Antenna Array / Antennenarray (f) Parabolic Dish Reflector / Parabolischer Schüsselreflektor Radiating Strip / Abstrahlender Streifen Feed Point / Speisepunkt Phase Shifters / Phasenschieber Circular Plate Reflector / Kreisförmiger Plattenreflektor Coaxial Feed / Koaxiale Speisung Dielectric Substrate / Dielektrisches Substrat Ground Metal Plane / Geerdete metallische Ebene

40 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 40 Leitungen - Antennen: Hohlleiterschlitzantennen (ERS-1) ERS-1 - Satellit (ERS = European Remote Sensing) SAR-Antenne (SAR = Synthetische Aperturradar-Antenne) (C-Band SAR - C-Band at 5 GHz) 1991: ERS-1, gestartet 1991, war der erste Erdbeobachtungssatellit der ESA; er trug eine umfangreiche Nutzlast, die einen Synthetic Aperture Radar (SAR), einen Radar-Altimeter und andere Instrumente zur Messung von Meeresoberflächen-Temperaturen und Seewinden umfasste. 1995 ERS-2, der sich mit ERS-1 überschnitt, wurde 1995 mit einem zusätzlichen Sensor für atmosphärische Ozonforschung gestartet.

41 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 41 Radar-Frequenzbänder - Frequenznamentabelle Band Kurzbezeichnungen, oft bei Satellitenfunk Frequenzbereich P220–300 MHz L1–2,6 GHz1–2 GHz S2,6–3,95 GHz2–4 GHz C3,95–5,8 GHz4–8 GHz J5,85–8,2 GHz X8,2–12,4 GHz8–12 GHz Ku12,4–18 GHz12–18 GHz K18–26,5 GHz18–27 GHz Ka26,5–40 GHz27–40 GHz Q33–50 GHz U40–60 GHz V50–75 GHz E60–90 GHz W75–110 GHz F90–140 GHz D110–170 GHz G140–220 GHz Y170–260 GHz J220–325 GHz Bezeichnungen bei Satellitenfunk mit Unterscheidung nach Diensten Im zweiten Weltkrieg wurden Hochfrequenzen im GHz-Bereich, die für Radar-Ortung eingesetzt wurden, zur Geheimhaltung Buchstaben zugeordnet.Radar Das IEEE versucht, die Bezeichnungen zu vereinheitlichen, was nicht immer gelingt.IEEE

42 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 42 Leitungen - Antennen: Hohlleiter- schlitz- antennen (ERS-2)

43 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 43 Leitungen - Antennen: Hohlleiterschlitzantennen (XSAR / SRTM) (XSAR - X-Band SAR - X-Band bei einer Frequenz von f = 9.6 GHz)

44 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 44 Leitungen - Antennen: Hohlleiterschlitzantennen in der Kommunikationstechnik MESSENGER Mission MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) ist eine NASA-Raumsonde im Rahmen des Discovery-Programms, startete am 3. August 2004 zum Merkur. Ursprünglich geplant war ein Start im Frühjahr 2004, dieser wurde jedoch aus technischen Gründen verschoben.NASARaumsondeDiscovery-Programms3. August2004 Merkur Zwei kohärente X-Band-Kommunikationssysteme aus zwei elektronisch phasengesteuerten Hohlleiterschlitzantennen mit hohem Gewinn

45 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 45 9.7 Die ebene Welle TEM-Welle (TEM: transversal elektromagnetische Welle Beschreibung: Das elektrische und magnetische Feld einer ebenen Welle. Das magnetische Feld und das elektrische Feld stehen senkrecht aufeinander und beide Vektorfelder stehen senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung

46 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 46 9.7 Die ebene Welle – Beugung am Doppelspalt

47 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 47 Photonische Kristalle Joannopoulos, J. D., R. D. Meade, J. N. Winn: Photonic Crystals – Molding the Flow of Light. Princeton University Press, Princeton, 1995. Johnson, S. G.: Photonic Crystals: The Road from Theory to Practice. Kluwer Academic Press, 2001. Weblinks: Photonic Crystals Research at MIT Homepage of Prof. Sajeev John, University of Toronto, Canada

48 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 48 Photonische Kristalle

49 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 49 Photonische Kristalle

50 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 50 Elektrotechnik Mathematik Mathematik-Einstufungstest !

51 Dr.-Ing. R. Marklein - GET I - WS 06/07 - V 20.10.2006 51 Ende der Vorlesung