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Vorlesung
Das Modul "Systeme und Schaltungen der Hochfrequenztechnik" richtet sich in erster Linie an B.Sc.-Studierende. Es baut auf den Teil Hochfrequenztechnik aus "Grundlagen der Informationstechnik" (GIT) und auf die "Grundlagen der Leitungstheorie" (GdL) auf.
Im ersten Teil der Vorlesung geht es um die Grundlagen des Schaltungsdesigns in der HF-Technik, d.h. Einführung der Streuparameter, Anpassung und einfache Anpass-Strukturen. Dies erweitert einerseits die Systemsicht aus GIT, wo in den Blockdiagrammen und Systembetrachtungen implizit "Anpassung" überall vorausgesetzt wird, andererseits werden Themen aus der Leitungstheorie (u.a. Smith-Diagramm, lambda/4-Trafo ) wieder aufgegriffen und vertieft. "Anpassung" bedeutet dabei die Transformation einer (Eingangs-)Impedanz durch zumeist verlustfreie Strukturen auf einen gewünschten Wert, so dass z.B. eine reflexionsarme Hintereinanderschaltung von Komponenten möglich wird. Die Kenntnis und das Beherrschen von Konzepten und Herangehensweisen für die Anpassung von Impedanzen ist die essentielle Grundlage des Schaltungsdesigns bei hohen Frequenzen.
In Vorlesung und Übung vertiefen wir diese Grundlagen durch praktische Übungen am Rechner mit einem Schaltungsdesignprogramm (ADS). Aufbauend auf das Konzept "Anpassung" werden passive Strukturen besprochen, wie Leistungsteiler, Koppler und Schalter. Ein Teil der Übung ist dann das selbstständige Design eines Teilers gemäß einer vorgegebenen Spezifikation.
Der zweite Teil der Vorlesung vertieft einige Systemaspekte (aufbauend auf GIT), indem das Thema Rauschen noch einmal aufgegriffen wird und Rauschmechanismen und das Phasenrauschen besprochen werden. Daran anschließend wird die Phasenregelschleife (PLL) besprochen, die ein sehr wichtiger Baustein ist, um z.B. in Funk- und Radarsystemen stabile Frequenzen zu erzeugen.
Im Masterstudium kann das Thema HF-Schaltungsdesign dann in den Modulen "Lineare Mikrowellenschaltungen" (Mikrowellenschaltungstechnik I) und "Nichtlineare Mikrowellenschaltungen" (Mikrowellenschaltungstechnik II) weiter vertieft werden. Im ersten (linearen) Teil fokussieren wir uns auf breitbandige Anpass-Strukturen, Filter und Verstärker, im zweiten (nichtlinearen) Teil geht es dann um nichtlineare Schaltungssimulation, Mischer und Oszillatoren.
Inhalte:
- Übertragungssysteme, Systemkonzepte und -Komponenten
- Systembilanzen, Rauschen, nichtlineare Verzerrungen
- Oszillatoren, Phasenrauschen, PLL
- Einführung: Mikrowellen-Schaltungen, Smith-Diagramm - Anpass-Strukturen
- passive Bauelemente: Leistungsteiler und Koppler
Übung:
- Einführung in das HF/Mikrowellenschaltungsdesign - einfache Anpass-Strukturen - Design von Leistungsteilern
Weitere Informationen werden im StudIP veröffentlicht.
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Jörg Schöbel (j.schoebel(at)tu-braunschweig.de)
Praktische Übung: Sebastian Paul (sebastian.paul(at)ihf.tu-bs.de)
