Elektromagnetische Strahlungsfelder

A. Allgemeine Grundlagen der Strahlungsfelder.- 1. Kapitel: Die Grundgleichungen des elektromagnetischen Feldes.- 1. Grundgrößen und Grundgleichungen in Integralform.- 2. Die Maxwellschen Gleichungen.- 2. Kapitel: Berechnung des Strahlungsfeldes aus Strom- und Ladungsverteilung.- 1. Die elektrodynamischen Potentiale.- 2. Der Hertzsche Vektor oder das elektrische Strahlungspotential.- 3. Das Strahlungsfeld des Hertzschen Dipols.- 4. Der Fitzgeealdsche Vektor oder das magnetische Strahlungspotential.- 3. Kapitel: Berechnung des Strahlungsfeldes mit Wellengleichung.- 1. Wellengleichung und Hertzscher Vektor in isotropen Medien.- 2. Grenzbedingungen, Ausstrahlungs-undKantenbedingung des Strahlurigsfeldes.- 3. Wellengleichung und Hertzscher Vektor für zeitlich harmonische Vorgänge. Die komplexe Dielektrizitätskonstante und Wellenzahl.- 4. Das magnetische Strahlungspotential und die allgemeine Lösung der Maxwellschen Gleichungen für geradlinige Komponenten.- 5. Lösung der Maxwellschen Gleichungen für krummlinige Komponenten.- 6. Vektorrechnung in krummlinigen Orthogonalkoordinaten.- a) Allgemeine krummlinige Koordinaten.- b) Spezielle Koordinaten.- c) Umrechnung von Vektoren.- 7. Lösung der Maxwellschen Gleichungen in Kugelkoordinaten.- 8. Direkte Lösung der Maxwellschen Gleichungen.- 4. Kapitel: Die Hauptlösungen der Wellengleichung.- 1. Ebene Welle in homogenen Medien.- a) Ebene Welle in x-Richtung.- b) Homogene und inhomogene Wellen beliebiger Richtung.- c) Addition ebener Wellen.- 2. Die symmetrischen Kugelwellen.- a) Ableitung der Kugelwellen aus der Summation ebener Wellen.- b) Die Differentialgleichung der Kugelwellen.- 3. Zylinderwellen.- a) Ableitung der Zylinderwellen aus der Summation ebener Wellen.- b) Die Differentialgleichung der Zylinderfunktionen.- e) Die allgemeine Lösung der Wellengleichung in Zylinderkoordinaten.- 4. Allgemeine Kugelwellen. Die allgemeine Lösung der Wellengleichung in Kugelkoordinaten.- 5. Kapitel: Angenäherte Berechnung des Strahlungsfeldes nach optischen Methoden.- 1. Das Prinzip der Lösung.- 2. Ableitung der Kirchhoffschen Formel für skalare Wellenfunktionen.- 3. Erweiterung der Kirchhoffschen Formel auf die elektromagnetischen Feldvektoren.- 4. Zurückführung der Sprungwerte auf die primären Feldstärken im durchgelassenen Uiid reflektierten Feld.- 6. Kapitel: Die Energieverhältnisse im Strahlungsfeld.- 1. Die Strahlungsleistung und der Poyntingsche Vektor.- 2. Der komplexe Poyntingsche Vektor. Mittlere Strahlungsleistung und Strahlungswiderstand.- 3. Ableitung der Grundgesetze und Grenzbedingungen aus Leistungsgesetzen. Eindeutigkeitsbeweis.- B. Leitungsgeführte Strahlung.- 7. Kapitel: Das Strahlungsfeld normaler Leitungen. Drahtwellen.- 1. Das Feld der Einzelleitung.- a) Hauptwelle.- b) Nebenwellen.- 2. Das Feld paralleler Leitungssysteme.- 8. Kapitel: Wellenleiter.- 1. Vorbemerkung.- 2. Die Wellenformen in metallischen Hohlleitern.- a) Der kreisförmige Hohlleiter.- b) Der ringförmige Hohlleiter.- c) Der Hohlleiter mit rechteckigem Querschnitt.- d) Erzeugung der Wellen. Stoßstellen.- 3. Wellenformen im dielektrischen Leiter.- 4. Wellenlänge, Phasen- und Gruppengeschwindigkeit, der Hohlleiterwellen.- 5. Bildung der Hohlleiterwellen aus der Reflexion Wbener Wellen.- 6. Nutzleistung, Dämpfung und Wellenwiderstände der Hohlleiterwellen.- 7. Hohlkreise.- C. Antennemstrahlung.- 9. Kapitel: Das Reziprozitätsgesetz der drahtlosen Verbindungen.- 1. Ableitung des Reziprozitätsgesetzes.- 2. Folgerungen aus dem Reziprozitätsgesetz.- a) Gleichheit von Sende- und Empfangsdiagramm.- b) Wirksame Antennenlänge, Ersatzspannung der Empfangsantenne.- c) Gleichheit des Antennenwiderstandes im Sende- und Empfangsfall.- d) Stromverteilung im Sende- und Empfangsfall.- 10. Kapitel: Allgemeine Grundgrößen und Berechnungsrichtlinien von Antennenfeldern.- 1. Definitionen.- 2. Die wichtigsten Antennengrößen.- 3. Grenzbedingungen an der Antenne.- 4. Berechnungsmethoden der Antennenfelder.- a) Integration Hertzscher Dipole.- b) Lösung der Wellengleichung.- 11. Kapitel: Der Hertzsche Dipols.- 1. Das Strahlungsfeld des Hertzsche Dipols.- 2. Die Richtcharakteristik oder Strahlungsverteilung des Hertzscher Dipols.- 3. Strahlungsleistung und Widerstand des Hertzscher Dipols.- 4. Der Hertzsche Dipol als Empfangsantenne.- 5. Der waagerechte Hertzsche Dipol.- 6. Der Abrahamsche Erreger.- 12. Kapitel: Angenäherte Theorie (Leitungstheorie) der zylindrischen Linearantenne.- 1. Die Voraussetzungen der Leitungstheorie der Antenne.- 2. Die einfache Leitungstheorie der unbelasteten Linearantenne.- a) Fernfeldstärken und Richtcharakteristik der Linearantenne.- b) Die Feldstärken des Nahfeldes.- c) Strahlungsleistung und Gewinn der Linearantenne.- 3. Die einfache Leitungstheorie der belasteten Linearantenne.- 4. Die erweiterte Leitungstheorie der Linearantenne.- a) Notwendigkeit und verschiedene Ausführungen der Erweiterung.- b) Festlegung der Leitungskonstanten.- c) Berechnung des Antennenwiderstandes.- d) Einfluß der Dämpfung auf die Charakteristik.- 5. Die Dipolantenne als Empfangsantenne.- 6. Besondere Arten von Dipolantennen.- 7. Einflußder Erde.- 8. Der Wirkungsgrad der Antenne.- 13. Kapitel: Strenge Berechnung der zylindrischen Linearantenne mit Integration einer unbestimmten Stromreihe.- 1. Prinzip der Lösung.- 2. Durchführung der Lösung.- 3. Auswertung der Integrale.- a) Zurückführung auf ein Grundintegral.- b) Lösung des Grundintegrals.- c) Die Werte der Strahlungskoeffizienten.- 4. Erweiterungen der Theorie.- 5. Zahlenmäßige Ergebnisse.- 14. Kapitel: Strenge Berechnung der zylindrischen Linearantenne mit Integralgleichung.- 1. Prinzip der Lösung.- *2. Durchführung der Lösung für die symmetrische Sendeantenne.- a) Aufstellung der Integralgleichung.- b) Lösung der Integralgleichung.- 3. Zahlenmäßige Auswertung der ursprünglichen Theorie.- 4. Abgeänderte Ansätze.- 5. Die unsymmetrische Sendeantenne.- 15. Kapitel: Strenge Berechnung zylindrischer Dipolantennen mit Differentialgleichung.- 1. Prinzip der Lösung.- 2. Durchführung der Lösung für die symmetrische Sendeantenne.- 3. Zahlenmäßige Ergebnisse und Vergleich mit der Messung.- 4. Erweiterungen der Theorie.- a) Die unsymmetrische Sendeantenne.- b) Die symmetrische und unsymmetrische Empfangsantenne.- c) Antennen mit konzentrierten Belastungen.- d) Berechnung einer Dipolantenne mit ebenem Reflektor.- e) Berechnung paralleler Dipolgruppen.- f) Von der Theorie nicht erfaßte Fälle.- 16. Kapitel: Nichtzylindrische Dipolantennen.- 1. Vorbemerkung.- 2. Rotationselliptische Antennen.- a) Berechnung der ungeschlitzten Antenne.- b) Berechnung der geschlitzten Antenne.- 3. Doppelkonische Antennen oder Kegelantennen.- a) Vergleich mit der Zylinderantenne.- b) Theorie der Kegelantenne.- c) Erweiterung der Theorie auf Antennen beliebiger Form.- 4. Vergleich der verschiedenen Antennentheorien.- 17. Kapitel: Rahmenantenne und Schlitzdipol.- 1. Der magnetische Dipol und die kleine Rahmenantenne.- 2. Die Rahmenantenne größerer Länge.- 3. Der Schlitzdipol.- 18. Kapitel: Allgemeine Beziehungen bei Richtantennen.- 1. Zusammenhang zwischen Richtcharakteristik und Antennengewinn.- 2. Näherungsweiser Zusammenhang zwischen Bündelungsschärfe und Gewinn.- 3. Näherungsweiser Zusammenhang zwischen Gewinn und Antennengröße.- 4. Die Hauptarten der Richtantennen.- 19. Kapitel: Die Richtcharakteristiken von Antennengruppen bei gegebener Stromverteilung.- 1. Allgemeine Formeln.- 2. Richtcharakteristiken eines Strahlerpaares.- 3. Der Kreuzdipol.- 4. Lineare Gruppen.- 5. Ebene Gruppen.- 6. Kreisgruppen.- 7. Graphische Konstruktion von Richtkennlinien. Verwirklichung vorgeschriebener Diagramme.- 8. Stromverteilung nach Binomialkoeffizienten.- 20. Kapitel: Die Strahlungskopplung von Dipolgruppen.- 1. Die Strahlungskoeffizienten der Dipolantennen.- 2. Zahlenmäßige Auswertung der Strahlungswiderstände nach der Leitungstheorie der Antenne.- 3. Berechnung von Dipolgruppen.- 4. Berechnung von Reflektoranordnungen.- a) Reflektorflächen.- b) Reflektoren.- c) Empfangsantennen.- 21. Kapitel: Langdrahtantennen.- 1. Wirkungsweise und Arten der Langdrahtantennen.- 2. Dielektrische Antennen und Spulenantennen.- 3. Die Rhombusantenne.- 22. Kapitel: Hohlleiterantennen.- 1. Strenge und angenäherte Berechnung der Hohlleiterantennen.- 2. Abstrahlung der H10-Welle aus einem rechteckigen Hohlleiter, Schlitzantennen.- 3. Hornstrahler (Trichterantennen).- 23. Kapitel: Spiegelantennen.- 1. Anordnungen und Berechnungsgrundlagen von Spiegelantennen.- 2. Berechnung der allseitigen Paraboloidantenne.- a) Ableitung der Ausgangsformel.- b) Berechnung der Verstärkung.- c) Ermittlung der Charakteristik.- 24. Kapitel: Linsenantennen.- 1. Linsengleichung.- 2. Ausführungsformen.- D. Theorie der Wellenausbreitung.- 25. Kapitel: Freie Ausbreitung.- 1. Berechnung der Empfangsgrößen aus der Empfangsfeldstärke.- 2. Empfangsfeldstärken und optimale Empfangsleistung bei freier Ausbreitung.- 3. Geltungsbereich der freien Ausbreitung.- 26. Kapitel: Ausbreitung mit Berücksichtigung der Erde für Entfernungen innerhalb der geometrischen Sicht.- 1. Prinzip der Lösung.- 2. Reflexion und Brechung ebener Wellen an einer leitenden Ebene.- 3. Die Berechnung der Feldstärken nach der Reflexionstheorie.- a) Die Zusammensetzung von direktem und reflektiertem Strahl bei ebener Erde.- b) Die Zusammensetzung in schrägen Richtungen bei horizontal polarisierten Antennen.- c) Die Zusammensetzung der Feldstärken mit Berücksichtigung der Erdkrümmung.- 4. Das Feld in unmittelbarer Erdnahe.- 27. Kapitel: Strenge Berechnung der Wellenausbreitung um eine homogene, kugelförmige Erde in homogener Atmosphäre.- 1. Einleitung.- 2. Ableitung der strengen Beugungslösung.- a) Ansatz der Strahlungspotentiale.- b) Entwicklung der Primärlösung nach Kugelfunktionen.- c) Bestimmung der Konstanten.- 3. Darstellung der strengen Lösung als eine unendliche Reihe reflektierter und gebrochener Wellen.- 4. Umformung der Lösung in ein Residuenintegral und die Auswertung hinter der geometrischen Sicht.- 5. Formeln für die zahlenmäßige Auswertung der Residuenmethode.- a) Bestimmung der Nullstellen von M'v-1/2.- b) Berechnung von M'v-1/2 und der Höhenfaktoren.- c) Die endgültige Residuenlösung.- 6. Umformung der allgemeinen Lösung für Werte innerhalb der geometrischen Sicht nicht zu nahe am Horizont.- a) Allgemeine Sattelpunktsmethode.- b) Anwendung auf den vorliegenden Fall.- 7. Grenzfall ebener Erde. Zahlenmäßige Auswertung in der Nähe des Senders bei niedriger Antennenhöhe.- 8. Zahlenmäßige Ergebnisse.- 9. Schlußbemerkung.- 28. Kapitel: Praktische Berechnung der Ausbreitungswerte.- 1. Vertikale Polarisation.- 2. Horizontale Polarisation. Vergleich beider Polarisationsarten.- 29. Kapitel: Wellenausbreitung in der Troposphäre.- 1. Dielektrizitätskonstante und Brechungsindex der Troposphäre.- 2. Eeldstärkenberechnung für normale Atmosphäre.- 3. Graphische Ermittlung der Strahlenbahnen und Feldstärken.- 4. Anomale Brechung und Reflexion in der Troposphäre. Überreichweiten.- 30. Kapitel: Wellenausbreitung an Hindernissen.- 1. Problemstellung und Lösungsmethoden.- 2. Der Durchgang einer ebenen Welle durch eine planparallele Schicht. Wellenausbreitung in Städten.- 3. Reflexionsfreier Abschluß einer ebenen Welle oder Hohlleiterwelle.- 4. Beugung an einer Kante. Schwächung der Wellenausbreitung durch Berge.- 5. Rückstrahlung.- Umrechnung auf andere Maßsysteme.- Namen- und Sachverzeichnis.