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Animationen / Hohlleiter
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Wellenausbreitung im Hohlleiter

Diese Animation soll einen einfachen Zugang zum Verständnis von Wellenausbreitung in einem Rechteckhohlleiter ermöglichen. Dazu wird die Synthese einer H10-Welle aus zwei homogenen, ebenen Wellen (HEW) mit Ausbreitung in der x-z-Ebene gezeigt. Die Animation beschränkt sich darauf, nur den Anteil des elektrischen Feldes der HEW darzustellen.

Die E-Feld-Komponente einer homogenen, ebenen Welle wird durch folgende Gleichung beschrieben:

Dabei ist die sogennante Wellenzahl. Die Wellenzahl kann hier in x- und y-Komponenten zerlegt werden:

Interferieren zwei HEW mit gleichem kz, jedoch einem kx mit unterschiedlichen Vorzeichen, so ergibt sich ein Verlauf des resultierenden Feldes, der statische elektrische Wände aufweist. Dies bedeutet, daß sich an diesen Stellen die Feldstärke E = 0 einstellt. Diese elektrischen Wände sind in der Animation als senkrechte schwarze Linien zu erkennen.

An Stellen mit der Feldstärke E = 0 lassen sich leitende Flächen (elektrische Wände) einfügen. Dieses ist im vierten Teil der Animation durch gelbe Linien gekennzeichnet.

Zur Veranschaulichung dieser Verhältnisse ist es bei der nachfolgenden Animation unter dem Karteiblatt "Einstellungen" möglich, verschiedene Teilanimationen auszuwählen. Zusätzlich kann man mit dem Feld "Winkel zur Horizontalen" den Einfallswinkel der HEW einstellen. Dadurch bilden sich unterschiedliche Strukturen bei der Interferenz der Wellen heraus. Mit dem Button "Start" im Karteiblatt "Anzeige" wird nach der Berechnung die Animation gestartet, mit "Pause" angehalten bzw. fortgesetzt. "Stop" bricht die Animation ab.

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Diese Web-Seite samt Animation steht auch zum Download bereit.


(c) 1999 Institut für Hochfrequenztechnik, Ruhr-Universität Bochum

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Letzte Änderung: 16.02.2005 | Ansprechpartner: Webmaster