Hochfrequenzleitungen: Theorie, Leitertypen und Anwendungen

Zusammenfassung

Im HF-Bereich werden Leitungen nicht nur zur Daten- bzw. Signalübertragung und zum Energietransport, sondern auch als sog. “quasi-konzentrierte“ und “verteilte“ Bauelemente eingesetzt. Für den Elektroniker ist es immer wieder überraschend, wie viel Phänomene die nur als Drähte angesehenen Leitungen bei höheren Frequenzen aufweisen.

Das Studium der HF-Leitungen ist dennoch für alle Elektroniker, die eine Datenübertragungsstrecke im MHz- oder GHz-Bereich realisieren wollen, von größter Wichtigkeit. Insbesondere für die Übertragung von digitalen Signalen mit Taktraten im MBit- und GBit-Bereich verursachen die Leitungen sehr große Bitfehlerraten, da die Signalanteile u.a. unterschiedliche Laufzeiten aufweisen können.

Leitungen im Hochfrequenzbereich kann man in zwei Klassen einteilen:

• Wellenleiter und Mehrdrahtleiter (mit der Untergruppe der Zweidrahtleitung)

Die wichtigen Zweidrahtleitungen werden in diesem Kapitel intensiv behandelt.

Zunächst werden die allgemeine Leitungstheorie und wichtige allgemeine Größen von Leitungen eingeführt.

Im Weiteren werden TEM-Wellenleiter vorgestellt. Mit der Einführung der in der Praxis häufig eingesetzten Mikrostreifenleitung wird der Unterschied zwischen TEM- und Quasi-TEM-Wellenleiter herausgearbeitet. Wichtig ist der folgende Überblick über die Technologie zur Herstellung der Leitungen für planare Schaltungen.

Im Anschluss werden die Eingangswiderstände von Leitungen mit verschiedensten Abschlüssen, Leitungstransformationen und das Leitungsdiagramm (Smith-Chart) betrachtet.

Abschließend wird auf die Realisierung von Bauteilen mit kurzen Leitungen eingegangen.