Diese Arbeit widmet sich der Aufstellung einer verallgemeinerten Leitungstheorie, der Transmission-Line Supertheory (Leitungssupertheorie). Neben neuen Telegraphengleichungen erhält man Bestimmungsgleichungen für die verallgemeinerten Leitungsbeläge und Quellterme. Die Theorie basiert direkt auf den Maxwellschen Gleichungen. Es werden keine Einschränkungen und Vereinfachungen (z.B. ein exklusiver TEM Mode) vorgenommen. Es wird jedoch ein Übergang von Strom- und Ladungsdichten zu den Leiterströmen und -ladungen vollzogen. Die neue Theorie ist auf beliebig ungleichförmige, aus einem oder mehreren drahtähnlichen Leitern bestehende Leitungen anwendbar. Es wird sowohl die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen auf den Leitern als auch die Einkopplung externer Felder in die Leiter beschrieben. Alle relevanten Feldmoden sind automatisch berücksichtigt, d.h. alle wichtigen physikalischen Effekte, inklusive Abstrahlungsverluste werden korrekt modelliert. Dabei bleibt die von der klassischen Leitungstheorie her bekannte Struktur der Telegraphengleichungen erhalten, es handelt sich immer noch um ein System von Differentialgleichungen erster Ordnung. Die Leitungsbeläge hängen nicht nur von dem jeweiligen Querschnitt ab, sondern von den geometrischen Charakteristika der gesamten Leitung. Sie werden durch die Lösung einer Integralgleichung berechnet. Wegen der frequenzabhängen Feldmoden und der Strahlungsverluste sind die entsprechenden Leitungsbeläge komplexwertig und frequenzabhängig. Die theoretischen Ausführungen werden durch Beispiele untermauert, die die neuen Möglichkeiten der Theorie aufzeigen.

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Veröffentlicht: 2019-01-29