By Gerhard Klages

Die Kennzeichen eines Übergangsgebietes haben die Mikrowellen in­ sofern behalten, als die Betrachtungsweisen der Elektrotechnik und der Optik gleichzeitig anwendbar bleiben. Beide fußen zwar auf denselben beiden MAxwELLsehen Gleichungen, haben aber jede für sich eine ge­ trennte Begriffswelt entwickelt. Für welche guy sich in einem speziellen Falle entscheidet, läßt sich nicht voraus verbindlich Wie im festlegen. stets ist auch hier Einseitigkeit vom Übel: Die Physiker könnten sich oft durch Verwendung der Leitungstheorie unnötige Mühen ersparen, und die Hochfrequenztechniker würden in der Wellenoptik zuweilen will­ kommene Hilfen finden. Es ist daher notwendig, beide Arten der Be­ handlung von Mikrowellenproblemen nebeneinander zu verfolgen und damit ihre Gesetzmäßigkeiten recht fest mit denen von analogen Er­ scheinungen in den anderen Frequenzgebieten zu verknüpf~n. Dann er­ schließt sich über die Formalismen hinausgehend der physikalische ln­ halt der Begriffe und erlaubt, für jede einzelne Anordnung sofort die günstigste Betrachtungsweise zu finqen. Und das zu erreichen, sollte das Ziel einer Einführung in die Mikrowellen-"Physik" sein. Die didaktischen Gesichtspunkte für die Darstellung ergaben sich bei Vorlesungen und in Seminaren an der Universität Mainz und nicht zu­ letzt bei der "Anleitung zu wissenschaftlichen Arbeiten". Allen, die hier­ zu durch Diskussionen beigetragen haben, sei an dieser Stelle gedankt.

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Auch hier wollen wir den Widerstand längs der Leitung betrachten, Abb. Wellenwiderstand,S=Z' +iZ" von homogenen. Dämpfungsleitungen und zwar zunächst den Fall der am Ende kurzgeschlossenen Leitung (Abschlußwiderstand 0). Wir erhalten dafür nach (1, 5) mit U0 = 0: 3 'lg z = 3 ~gßz f_itgiXz (I, 26) ~ - y l -+- i ::tg ßZ tg IX Z • 9i durchläuft jetzt keinen Kreis, sondern eine Spirale, da der Realteil ::tgßz sich mit der Leitungslänge z ändert und gegen l geht. Der Widerstand nähert sich dabei asymptotisch dem Wellenwiderstand 3.

Außer dem Ansteigen der Dämpfung ß wird jetzt auch, wie die Diskussion von (I, 4a) zeigt, die eigentliche Fortpflanzungskonstante irx beeinflußt; das erste Glied der Entwicklung wird: ) G )" +···. l ( R -( rx=wVLGI+---wO 8 wL Im allgemeinen steigt also IX sowohl unter dem Einfluß der Leiter- als auch der dielektrischen Verluste an, die Wellenlänge auf der Leitung sinkt. Allerdings können sich beide Einflüsse auch kompensieren, was auch bei den weiteren Gliedern der Entwicklung der Fall ist. Beim Wellenwiderstand erzeugt größere Dämpfung neben stärkeren Blindanteilen auch eine merkbare Veränderung des Wirkanteils.

Jedoch ist der Vergrößerung des Drahtabstands durch die mögliche Ausstrahlung von Energie in den freien Raum eine Grenze gesetzt. Diese Antennenwirkung der LEeHERleitung wird bei endlichen Leitungen nämlich nur dadurch verhindert, daß die Ströme in beiden Leitern entgegengesetzte Phase haben, so daß im Fernfeld elektrische Wellenfelder entgegengesetzter Phase entstehen, die sich durch Interferenz auslöschen. Auf diese Weise wird vor allem in der Ebene der Drähte eine Ausstrahlung nur so lange verhindert, wie durch den Gangunterschied der Wellen, der vom Abstand der beiden Drähte verursacht ist, keine wesentliche zusätzliche Phasenverschiebung entsteht.

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