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Mikrowellenengineering

Mikrowellenengineering ist ein Teilgebiet der Elektronik, das sich mit der Erzeugung, Übertragung und Verarbeitung von Mikrowellensignalen befasst. Mikrowellen decken Frequenzen von etwa 1 GHz bis ca. 300 GHz ab, wobei Wellenlängen im Zentimeter- bis Millimeterbereich liegen. Das Fach verbindet Hochfrequenztechnik, Elektromagnetik und Materialien mit Anwendungen in Kommunikation, Radar, Verarbeitung von Materialien und Messtechnik.

Zu den zentralen Bauteilen gehören Hochfrequenzquellen wie Magnetron, Klystron, Traveling-Wave-Tube (TWT) sowie Festkörperschaltungen; passive Bauelemente wie

Die Theorie umfasst Maxwell-Gleichungen, Wellenleitungs- und Streuungstheorie, Impedanzanpassung und S-Parameter-Modellierung; praktisches Design nutzt Hochfrequenzsimulation, Messung mit

Anwendungsfelder sind drahtlose Kommunikation (einschließlich Satelliten- und Mobilfunkdienste), Radar- und Messtechnik, Mikrowellenheizung in Haushalt und Industrie,

Zukünftige Entwicklungen konzentrieren sich auf MMIC-Technologien, GaN- und GaAs-Bauelemente, Systemintegration und höhere Frequenzen bis in den

Wellenleiter,
Koaxialleitungen,
Mikrowellenschaltungen,
Filter,
Koppler,
Isolatoren
und
Drosseln;
sowie
Antennenformen
wie
Horn-,
Patch-
oder
Mikrostreifenantennen.
Dazu
kommen
Frequenzumsetzungsverfahren,
Modulation,
Detektion
und
Signalaufbereitung.
Vektor-Netzwerkern,
Spektrumanalysatoren
und
Zeitbereichsreflektometrie.
Typische
Herausforderungen
sind
Verluste,
Wärmeabführung,
Rauschverhalten,
Kopplungseffekte
und
Leitungslaufzeiten.
Materialbearbeitung
sowie
medizinische
Anwendungen
wie
Diathermie.
In
der
Forschung
dient
Mikrowellenengineering
der
Entwicklung
von
MMICs,
Terahertz-Komponenten
und
integrierten
Systemen.
Terahertz-Bereich,
verbunden
mit
verbesserten
Materialien,
Effizienz
und
Kostenreduktion.