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Über das Abstrahlverhalten von Spiralantennen

Kalender, Bernhard

Fak. 4 Elektrotechnik und Informatik

In der vorgestellten Arbeit wird das Abstrahlungsverhalten von ebenen Spiralantennen untersucht. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Betrachtung der Felder und der physikalischen Wirkmechanismen im Nahfeld, die es einer elektromagnetischen Welle ermöglichen von der Spiralstruktur zu lösen. Die dargestellten Berechnungen wurden mit der Momentenmethode und ihrer Erweiterung nach Rao-Wilton-Glisson durchgeführt. Die Bedeutung des Polarisationszustandes im Nahfeld und ihr Beitrag zur Wellenablösung wird dargestellt. Hierbei wurde ein neuer Ablösungsmechanismus gefunden, der durch das Zusammenwirken der Felder eines Wanderwellenringstroms mit entfernter gelegenen Leitungsabschnitten mit entgegengesetzten Ladungshäufungen beschrieben werden kann. Das Abschnüren der Feldlinien tritt oberhalb der Struktur ein.
In the present thesis the radiation mechanism of planar spiral antennas is examined. The emphasis lay on the consideration of the fields and physical effects in the near field, that enable an electromagnetic wave to separate from the spiral structure. Computational results are presented, based on the method of moments with its extension after Rao-Wilton-Glisson. The significance of polarization state in near field and its contribution to wave-separation is presented. A new detachment process was found, that can be described by a cooperation of a travelling-wave-ring-current and apart lying transmission line sections with opposite charge crowds. The constriction of the electrical field lines occurs above the spiral plane.