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Beiträge zur Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen an Kanten vollkommen leitender Flächen
Beiträge zur Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen an Kanten vollkommen leitender Flächen
Zinal, Sherko
Inst. Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien
Den Kern der vorliegenden Arbeit bilden die Untersuchung sowie die Formulierung von Lösungsansätzen für ein elementares, elektromagnetisches Beugungsproblem; einer undendlich langen Schlitzleitung mit einseitig begrenzter etallisierungsplatte (Abschnitt 1.2). Motiviert wird dieses Beugungsproblem im Hinblick auf die Beugungsproblematik planarer Strahler (Antennen) mit endlich ausgedehnter Grundmetallisierung (Abschnitt 1.1). In Kapitel 2 wird ein Stromlinien-Modell zur Formulierung des Beugungsfeldes für den Fall einer transienten Anregung (im Zeitbereich) vorgestellt. Kapitel 3 beschäftigt sich mit der Formulierung einer geschlossenen Näherungslösung des Beugungsproblems für den Fall einer zeitharmonischen Anregung (im Frequenzbereich). Es wird an verschiedenen Stellen der Versuch unternommen, Verknüpungspunkte und Ähnlichkeiten der vorgestellten Lösungsansätze mit etablierten beugungstheoretischen Verfahren zu betonen, um erstere in einem historischen wie methodischen Rahmen der gesamten Beugungstheorie einzubetten. Dazu gehören insbesondere Kellers Geometrische Beugungstheorie sowie Ufimtsevs Physikalische Beugungstheorie (Abschnitt 2.2). Zum grundsätzlichen Verständnis des singulären Verhaltens elektromagnetischer Felder an unenlich scharfen Kanten wird in Anhang D das Sommerfeldsche Beugungsproblem sowie die Meixnersche Kantenbedingung erörtert.
The thesis discusses solution concepts of an elementary electromagnetic diffraction problem: an infinite slot-line with semi-infinite metallization (Section 1.2). The treated configuration is motivated within the context of edge-diffraction problems concerning planar antennas with finite ground planes (Section 1.1). In Chapter 2, a current-line modell describing the diffracted fields for the case of transient excitation is developed. Chapter 3 presents an approximated ray-optical solution of the treated diffraction configuration in the case of time-harmonic excitation. It was the aim of the author to expose the relations of his own solution concepts with several ideas presented in the past in different diffraction theories. In particular Keller’s Geometrical Theory of Diffraction and Ufimtsev’s Physical Theory of Diffraction. This is done in Section 2.2. For understanding the general behaviour of electromagnetic fields at sharp edges, Sommerfeld’s diffraction problem and Meixner’s edge condition are treated inAppendix D.
