EAO

Die Vorlesung

Die Lehrveranstaltung "Antennen und Optische Nachrichtentechnik (EAO)" findet im 5. Semester in der Studienrichtung K7 bzw. im 7. Semester der Studienrichtung K8 statt und baut hauptsächlich auf die Vorlesung "Elektrotechnik III (EE3)" auf.

Die Lehrveranstaltung besteht aus 2 Teilen, die parallel im Wintersemester gehalten werden.

Ziel des 2stündigen Teiles "Antennen" ist es, die Eigenschaften einfacher Antennen, beispielsweise der Stabantenne, im Sendefall wie auch im Empfangsfall kennen zu lernen und entsprechende Übertragungsstrecken berechnen zu können.

Die folgenden Fragestellungen werden im Vorlesungsteil "Antennen" diskutiert:

• Wie beschreibt man die Wellen, die von einer Sendeantenne abgestrahlt werden?
• Welche Eigenschaften haben diese Wellen?
• Wie kann man sich die Ablösung der Welle von einer Antenne vorstellen?
• In welche Richtungen strahlt eine Antenne?
• Welche Eingangsimpedanz hat eine Sendeantenne und wie kann ein Generator an die Antenne angepasst werden?
• Welche Impedanz hat eine Empfangsantenne und wie kann der Eingang
  eines Empfängers so angepasst werden, dass ihm die größte mögliche
  Leistung zugeführt wird?

Ziel des 2stündigen Teiles "Optische Nachrichtentechnik" ist es, die grundlegenden Eigenschaften der Komponenten optischer Übertragungssysteme kennen zu lernen und einen Einblick in die zugehörigen speziellen Messverfahren zu erhalten.

Die folgenden Fragestellungen werden in diesem Vorlesungsteil diskutiert:

• Wie funktioniert die Lichtausbreitung in optischen Wellenleitern?
• Wodurch ist die Bandbreite oder Bitrate in optischen Wellenleitern begrenzt?
• Warum werden Singlemodefasern in Weitverkehrssysteme eingesetzt?
• Welche Effekte verursachen die Dämpfung in Lichtwellenleitern oder warum ist der Himmel blau?
• Wie funktionieren LEDs und wie sehen die zugehörigen Datenblätter aus?
• Wie funktionieren Fotodioden?
• Wie sehen typische Treiberschaltungen für LEDs aus und welche Schaltungen eignen sich für Fotodioden?
   

Das Praktikum

Wie die Vorlesung besteht auch das Praktikum aus den beiden Teilen "Antennen" und "Optische Nachrichtentechnik". Das Teilpraktikum "Antennen" findet im Wintersemester begleitend zur Vorlesung statt, während das Teilpraktikum "Optische Nachrichtentechnik" im darauffolgenden Sommersemester stattfindet. Zu beiden Teilpraktika findet jeweils zu Semesterbeginn eine 2stündige Einführungsveranstaltung statt.

Ziel des Teilpraktikums "Antennen":

Es sollen

• die Parameter von elektromagnetischen Wellen gemessen werden,
• Einflüsse von Reflexionen auf die Wellenausbreitung untersucht werden,
• Kenntnisse über das Übertragungsmedium Hohlleiter vermittelt werden.

Inhalt des Teilpraktikums "Antennen":

Für das Praktikum steht ein Messplatz mit Mikrowellenkomponenten zur Verfügung. Der Messplatz besteht aus einem X-Band-Generator, der in einem Hohlleiter eine Welle bei einer Frequenz von 10GHz anregt, einer Einwegleitung, einer Frequenz-Messeinrichtung, der eigentliche Hohlleiter-Übertragungsstrecke und einer Messleitung. Mit dieser Messleitung können Feldstärkewerte im Hohlleiter gemessen werden. Für unterschiedliche Abschlüsse der Hohlleiter-Übertragungsstrecke werden mit der Messleitung das Stehwellenverhältnis und damit der Betrag des Reflexionsfaktors sowie die Phase des Reflexionsfaktors bestimmt. Die gemessenen Werte der Hohlleiterwellenlänge und der abschlussabhängigen Reflexionsfaktoren sind anschließend mit den theoretisch zu erwarteten Werten zu vergleichen und die Unterschiede zu interpretieren.

Das Teilpraktikum "Optische Nachrichtentechnik":

Das Ziel ist hierbei die Vermittlung

• von praktischen Erfahrungen im Umgang mit den Komponenten der optischen Nachrichtentechnik,
• von Kenntnissen über den Aufbau eines FBAS-Videosignales, das über eine Glasfaser übertragen wird.

Inhalt des Versuchs "Optische Nachrichtentechnik":

Im Versuch werden elektrooptische Bauelemente auf ihre Eigenschaften hin untersucht und nach Kenntnis der Eigenschaften ein Nachrichtensystem aufgebaut und vermessen. Als Sendeelement wird eine LED untersucht. Es wird der Zusammenhang zwischen den Durchlassstrom und der Ausgangsleistung gemessen und mit der Theorie verglichen. Anschließend wird die einkoppelbare Leistung in eine Glasfaser berechnet und ebenfalls gemessen. Als Empfangselement wird eine Fotodiode untersucht. Hier wird der Zusammenhang zwischen der empfangenen Lichtleistung und dem Fotostrom bestimmt und mit der Theorie verglichen. Mit dem beiden Komponenten und einer Glasfaser wird anschließend ein Nachrichtensystem zur Übertragung eines Videosignals aufgebaut und die überbrückbare Entfernung abgeschätzt.

Literaturhinweise

Vorlesungsteil "Antennen":

1. ANTENNEN: E. Stirner; Band 1,2; Hüthig -Verlag, Heidelberg; [OZ24*]
2. HOCHFREQUENZTECHNIK: E. Voges; Band 2; Hüthig -Verlag, Heidelberg; [OG26*]
3. ANTENNENBUCH : K. Rothammel; Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart; [OZ50*]
4. TASCHENBUCH DER HOCHFREQUENZTECHNIK : H.H. Meintke/F.W. Gundlach; Band 1,2; Springer-Verlag; [OS33*]
5. THEORETISCHE ELEKTROTECHNIK: K. Simonyi; Deutscher Verlag der Wissenschaften,Berlin; [NA14*]
6. EINFÜHRUNG IN DIE THEOR. ELEKTROTECHNIK: K. Kupfmüller; Springer-Verlag,Berlin; [NA6*]
7. HOCHFREQUENZTECHNIK: J. Kammerloher; Winterische Verlagshandlung, Prien
8. HOCHFREQUENZTECHNIK: F. Vilbig; Akademische Verlagsgesellschaft Frankfurt/Main

Vorlesungsteil "Optische Nachrichtentechnik":

1. OPTISCHE NACHRICHTENTECHNIK: H.G. Unger ; Elitera-Verlag, Berlin; [OE3*]
2. OPTISCHE NACHRICHTENTECHNIK: H.G. Unger; Band 1 und 2; Hüthig-Verlag, Berlin; [OE20*]
3. EINFÜHRUNG IN DIE OPTISCHE NACHRICHTENTECHNIK: R.TH. Kersten; Springer-Verlag, Berlin [OE17*]
4. LICHTWELLENLEITER-TECHNIK: Grimm/Nowak ; Hüthig-Verlag, Berlin; [OE35*]
5. LICHTWELLENLEITER FÜR DIE OPTISCHE NACHRICHTENÜBERTRAGUNG: S. Geckeler; Springer-Verlag, Berlin; [OE19*]
6. FIBER OPTICS HANDBOOK: Ch. Hentschel; Hewlett-Packard
7. OPTISCHE NACHRICHTENTECHNIK: G.Grau; Springer-Verlag, Berlin
8. SYSTEMGRUNDLAGEN UND MESSTECHNIK IN DER OPTISCHEN ÜBERTRAGUNGSTECHNIK: W.Bludau; Teubner-Verlag, Stuttgart [OE1*]
9. OPTOELEKTRONISCHE HALBLEITERBAUELEMENTE: R. Paul; Teubner-Verlag, Stuttgart [OE18*]

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