Lösung von speziellen Feld- und Analyseproblemen in der Mikrowellentechnik und Optik mit der Method of Lines (MoL)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Reinhold Pregla
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 42185522

• Erstellungsjahr: 2008

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ziel des Vorhabens war die Lösung spezieller Probleme bei der Analyse von Wellenleitungen und Schaltungen in der Mikrowellentechnik und Optik mit der Method of Lines (MoL). Im ersten Teilbereich des Vorhabens ging es um das Problem, das bei der Verwendung gekreuzter Diskretisierungslinien in Gebieten auftritt, die durch orthogonale Koordinatenlinien bzw. Koordinatenflächen begrenzt sind. Solche gekreuzten Geradensysteme steigern die Effizienz und die Genauigkeit der Analyse erheblich. Insbesondere bei dielektrischen Wellenleitungen bereiten aber die Pole bei einzelnen Feldkomponenten an den Ecken Probleme. Die Pole sollten deshalb geeignet berücksichtigt werden. Im zweiten Teilbereich wurde das vom Projektleiter entwickelte Konzept der Kombination von MoL und FDFD zur Anwendung für Wellenleitungen mit nichtkonstanten Schichten auch zur Anwendung für Wellenleiterknicke und Verzweigungen und sogar für komplexe Schaltungen wie z.B. Kopplungen zwischen zirkulären Resonatoren und Kopplungen zwischen Resonatoren und geraden Wellenleitungen weiter entwickelt. Wesentliche Grundlage der Analyse sind die vom Projektleiter entwickelten Konzepte der Verallgemeinerten Leitungsgleichungen und der Impedanz-ZAdmittanz-transformation. In beiden Fällen sollten die Materialien möglichst allgemeine Anisotropie aufweisen können. Schließlich sei angemerkt, daß die umfangreichen Arbeiten zur MoL in einem Buch mit mehr als 500 Seiten zusammengefaßt und bei Wiley veröffentlicht wurden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• "Analysis of electromagnetic Fields and Waves: The Method of Lines". Wiley, Hardcover, 528 pages, April 2008
  R. Pregla
  
• "Analysis of Waveguide Bends and Resonator Structures", MIKON 2008, 19.-23.05.2008, Wroclaw(Breslau), Poland
  R. Pregla
  
• "Analysis of waveguide junctions and sharp bends with general anisotropic material by using orthogonal propagating waves" (invited), Proc. Intern. Conf. on Transparent Optical Networks (ICTON), Athen, Griechenland, Juni 2008. pp. 116-121
  R. Pregia
  
• "Modeling of waveguide structures with crossed discretization lines", in Proc. I7-th Int. Worksh. Opt. Waveg. Theor. Numerical Modelling, Eindhoven. NL, 2008, p. 46
  S. F. Helfert and R. Pregla