DE102009037336A1

DE102009037336A1 - Antennencharakterisierung in einem Wellenleiter

Info

Publication number: DE102009037336A1
Application number: DE102009037336A
Authority: DE
Inventors: Gunnar 30451 Armbrecht; Holger 30159 Thye; Sebastian 30161 Sczyslo; Sven 30167 Dortmund
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2011-08-04
Also published as: HK1172090A1; US9279845B2; KR20120062778A; CA2769881C; CN102576044A; KR101746006B1; WO2011018206A1; CN102576044B; US20120146861A1; CA2769881A1; EP2464985A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums einer Antenne (8) mit den Schritten: a) Platzieren einer Antenne (8), von der wenigstens ein Charakteristikum zu bestimmen ist, in einem von einem Wellenleiter (1) umgebenen Raum, b) Einspeisen eines elektrischen Anregungssignals (utx(t)) in einen Einspeiseanschluss (4) des Wellenleiters (1), c) Aufnehmen des von der Antenne (8) in Folge des Anregungssignals (utx(t)) abgegebenen elektrischen Antwortsignals (urx(t)), d) Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums der Antenne aus wenigstens einem Anteil des Antwortsignals (urx(t)) und einem korrespondierenden Anteil des Anregungssignals (utx(t)), wobei der Anteil des Antwortsignals (urx(t)) ein im Zeitbereich ausgewerteter Zeitabschnitt ist, der folgende Bedingungen erfüllt: i) am Ort der Antenne (8) existieren nur eine oder mehrere von dem Anregungssignal (utx(t)) bewirkte, von dem Einspeiseanschluss (4) in Richtung Antenne (8) laufende Wellen des elektromagnetischen Felds, ii) das elektromagnetische Feld ist am Ort der Antenne (8) ein TEM-Feld. Dies erlaubt eine Zeit und Kosten sparende Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums einer Antenne.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums einer Antenne gemäß dem Patentanspruch 1.
Unter einem Charakteristikum einer Antenne wird jede Art von Kenngröße der Antenne verstanden, wie z. B. einzelne Kennwerte, Zeitverläufe von Kennwerten oder richtungs- und frequenzabhängige Kenngrößen wie z. B. Abstrahlungsdiagramme. Die Bestimmung solcher charakteristischen Daten von Antennen erfolgt bei bekannten Methoden üblicherweise im Frequenzbereich. Dabei wird von einem Frequenzgenerator ein Prüfsignal erzeugt, derart, dass über einen bestimmten, zu untersuchenden Frequenzbereich ein so genannter Frequenz-Sweep durchfahren wird. Jede Frequenz wird dabei für einen kurzen Zeitraum konstant gehalten, bis an der Antenne ein eingeschwungener Zustand eintritt. Sodann erfolgt eine Messung an der Antenne zur Ermittlung der charakteristischen Daten.
Ein bekanntes Verfahren ist z. B. die Referenz-Antennen-Methode, die eine absolut definiert abstrahlende Antenne, z. B. eine offene Hohlleitersonde bzw. eine Hornantenne, als Referenz benötigt. Ein Nachteil dieses Verfahren besteht darin, dass der erforderliche apparative Messaufwand zeitlich und/oder kostenmäßig relativ hoch ist, da oftmals eine Vielzahl von Referenzantennen bereitgestellt und sequentiell vermessen werden müssen, da solche Referenzantennen eine begrenzte, relativ schmalbandige Nutzbandbreite aufweisen. Um zudem eine hohe Polarisationsreinheit bereitzustellen, sind präzise gefertigte und absolut charakterisierte Referenzantennen notwendig und daher relativ teuer. Die Anschaffung rechnet sich daher in vielen Fällen nicht. Bekannt ist zudem die 2-Antennen-Methode, bei der sich zwei exakt baugleiche Antennen in einem definierten Abstand in einem reflexionsfreien Raum gegenüberstehen müssen. Diese Methode birgt das Problem in sich, die zwei exakt baugleichen Antennen zu beschaffen, was im Einzelfall schwierig sein kann. Weiterhin ist die 3-Antennen-Methode bekannt, die zwar gute Ergebnisse erbringt, jedoch relativ zeit- und arbeitsintensiv ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein rationelleres Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums einer Antenne anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.
Die Erfindung kann vorteilhaft mit einfachen Mitteln realisiert werden. Es ist vorteilhaft, dass auf weit verbreitete Messgeräte zurückgegriffen werden kann, wie z. B. einen Wellenleiter. Als geeignete Wellenleiter für eine Anwendung der Erfindung kommen grundsätzlich alle Arten von Wellenleitern in Frage, die ausreichenden Raum zur Platzierung der Antenne bieten und zumindest zeitweise am Ort der Antenne ein TEM-Feld bereitstellen. Als TEM-Feld bezeichnet man ein transversales elektromagnetisches Feld, bei dem der Feldvektor des elektrischen Felds und der Feldvektor des magnetischen Felds senkrecht aufeinander stehen und beide Feldvektoren senkrecht zur Ausbreitungsrichtung stehen.
Dementsprechend kommen als für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft anwendbare Wellenleiter diverse Anordnungen in Frage, z. B. eine Parallelplattenleitung, bestehend aus einem oberen und einem unteren Metallblech, die einen bestimmten Raum beinhalten, in dem die zu vermessende Antenne platziert werden kann. Der von dem Wellenleiter umgebene Raum muss für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht zwangsläufig ein geschlossener Raum sein, denkbar ist auch ein seitlich teilweise geöffneter Raum, wobei eine Abschirmung gegenüber äußeren Störeinflüssen dann geringer ist als bei einem geschlossenen Wellenleiter, wie z. B. einen Hohlleiter mit gleich bleibendem oder sich in Längsrichtung aufweitendem Koaxialwellenleiter.
Für eine Anwendung der Erfindung ist insbesondere ein TEM-Wellenleiter vorteilhaft, da dieser eine Ausbreitung des für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaften TEM-Felds am Ort der Antenne begünstigt. Insbesondere ist die Verwendung einer TEM-Zelle vorteilhaft, d. h. eine Zelle, die beispielsweise im Bereich von EMV-Untersuchungen (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) weit verbreitete Anwendung findet. Als TEM-Zelle kommt z. B. eine Crawford-Zelle in Frage. Besonders vorteilhaft kann auch eine GTEM-Zelle (GTEM = Gigahertz Transversal Elektromagnetisch) aufgrund ihres erweiterten Nutzfrequenzbereichs verwendet werden. Hierbei handelt es sich um eine geschlossene und metallisch geschirmte Messeinrichtung in Form eines sich aufweitenden Koaxialwellenleiters. Auch GTEM-Zellen sind in verschiedenen Baugrößen bereits weit verbreitet, z. B. für EMV-Untersuchungen und daher für eine Anwendung der Erfindung einfach verfügbar.
Mit der vorliegenden Erfindung wird der Einsatzbereich von TEM-Zellen, insbesondere von GTEM-Zellen, um die Möglichkeit zur Charakterisierung von Antennen erweitert. Die Erfindung schlägt gegenüber den bekannten, im Stand der Technik beschriebenen Wegen nunmehr einen vollständig anderen Ansatz vor. Gemäß der Erfindung wird ein elektrisches Anregungssignal in einen Einspeiseanschluss des Wellenleiters eingespeist. Ein in Folge des Anregungssignals von der Antenne abgegebenes elektrisches Antwortsignal wird aufgenommen, z. B. mit einem Oszilloskop oder einem Signalanalysator wie beispielsweise einem Spektrum- oder Netzwerkanalysator (NWA). Das Anregungssignal kann grundsätzlich beliebiger Art sein, z. B. ein einzelner Anregungspuls, eine Mehrzahl von Anregungspulsen oder eine Abfolge von Frequenzen, wie bei dem eingangs erwähnten Frequenz-Sweep. Gemäß der Erfindung wird für die Bestimmung des wenigstens einen Charakteristikums der Antenne wenigstens ein Anteil des Antwortsignals und ein korrespondierender Anteil des Anregungssignals verwendet. Hierbei wird ein bestimmter Anteil des Antwortsignals verwendet, nämlich ein im Zeitbereich ausgewerteter Zeitabschnitt, der folgende Bedingungen erfüllt:

i) am Ort der Antenne existieren nur eine oder mehrere von dem Anregungssignal bewirkte, von dem Einspeiseanschluss in Richtung Antenne laufende Wellen des elektromagnetischen Felds (nachfolgend auch als hinlaufende Wellen bezeichnet),
ii) das elektromagnetische Feld ist am Ort der Antenne ein TEM-Feld.

Das TEM-Feld kann sich auf ebenen und/oder sphärisch gekrümmten Phasenfronten ausbreiten.
Durch die zuvor genannte Bedingung i) wird sichergestellt, dass der ausgewertete Anteil des Antwortsignals keine verfälschenden Überlagerungen durch rücklaufende Wellen, z. B. durch Reflexionen an der Rückwand der GTEM-Zelle, enthält. Stattdessen wird ein solcher Zeitabschnitt verwendet, bei dem am Ort der Antenne nur hinlaufende Wellen des elektromagnetischen Felds existieren. Hierdurch kann eine hohe Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit der Antennencharakterisierung erreicht werden.
Gemäß der Bedingung ii) ist zudem vorgesehen, dass ein Zeitabschnitt verwendet wird, in dem das elektromagnetische Feld am Ort der Antenne ein TEM-Feld ist. Durch die Festlegung des Zeitabschnitts können somit Messverfälschungen, die durch zeitweise Abweichungen des Felds von der TEM-Charakteristik auftreten, aus dem Messergebnis eliminiert werden und somit eine Verfälschung des Messergebnisses vermieden werden. Das Vorliegen einer TEM-Charakteristik des Felds hat den Vorteil, dass die Messung äquivalente Feldbedingungen schafft, die denen herkömmlicher Referenzantennen-Messungen, bei denen sich die zu untersuchende Antenne für gewöhnlich im Fernfeld einer Referenzantenne befindet, entspricht. Dieses Referenzantennen-Fernfeld ist am Ort der zu untersuchenden Antenne ist ein leicht sphärisch gekrümmtes TEM-Feld und daher weitgehend identisch zu den nahezu ebenen Bedingungen einer Freifeld-Messung. Die Phasenfronten des TEM-Feldes innerhalb einer GTEM-Zelle sind ebenfalls aufgrund des Septumssteigungswinkels leicht sphärisch gekrümmt.
Die Verwendung einer GTEM-Zelle hat aufgrund ihrer speziellen Charakteristika den Vorteil, dass die Auswertung der Messergebnisse vereinfacht wird. Eine GTEM-Zelle hat eine Dirac-Funktion als ersten Anteil der Impulsantwort (vgl. IEEE-Veröffentlichung „Pulse Propagation in Gigahertz Transverse Electromagnetic Cells", Thye, Armbrecht, Koch). Daher verfälscht die GTEM-Zelle aufgrund ihrer eigenen Charakteristika das Antwortsignal der Antenne nicht. Insbesondere ist nicht der Einfluss einer Faltung der GTEM-Charakteristika mit dem Antwortsignal zu berücksichtigen. Die Transformation des Antwortsignals in das Signal am Ort der Antenne erfolgt somit verzerrungsfrei (dispersionsfrei).
Es wurden in der Vergangenheit bereits Überlegungen und Untersuchungen angestellt, GTEM-Zellen für Antennenmessungen zu verwenden. Hierbei konnte jedoch keine ausreichend exakte Korrelation zwischen den Messergebnissen mit einer GTEM-Zelle und den Messergebnissen im Freifeld hergestellt werden. Dies war zum einen darin begründet, dass die untersuchte Antenne als Sendeantenne verwendet wurde, was zu einer Anregung und damit zu parasitären Resonanzen aufgrund höherer Feldmoden in der GTEM-Zelle führte, die auf undefinierte Weise in eine Spannung am Koaxialanschluss der GTEM-Zelle transformiert wurde. Zum anderen konnte im Empfangsfall ebenfalls aufgrund dieser Multimode-Resonanz-Erscheinungen, die begünstigt durch nicht ideale Absorptionseigenschaften des an der Rückwand der GTEM-Zelle befindlichen Zellabschlusses entstehen, keine über einen Großteil des untersuchten Frequenzbereichs konstante Feldstärke am Ort der zu untersuchenden Antenne bereitgestellt werden. Daher konnten bestenfalls grobe Abschätzungen hinsichtlich einfacher Parameter erzielt werden.
Mittels dieser Erfindung kann eine GTEM-Zelle nunmehr für präzisere Antennen-Charakterisierungen verwendet werden.
Sofern als Anregungssignal ein Frequenzbereichssignal verwendet wird, z. B. nach Art des Frequenz-Sweeps, wird als Antwortsignal die vollständige Spannungsantwort der Antenne während der Beaufschlagung mit dem Anregungssignal aufgezeichnet. Vorteilhaft wird dabei zwischen der Einstellung zweier Frequenzwerte des Anregungssignals eine kurze Pause vorgesehen, die hinsichtlich ihrer Länge derart bemessen ist, dass die elektromagnetischen Wellen innerhalb des Wellenleiters soweit abklingen können, dass sie für die weitere Messung keine Relevanz haben. Sodann wird die nächste Frequenz eingestellt. Das nun vorliegende Antwortsignal, in dem die Vielzahl der eingespeisten Frequenzen enthalten ist, wird vom Frequenzbereich in den Zeitbereich transformiert, z. B. durch eine inverse Fourier-Transformation. Von der nun im Zeitbereich vorliegenden Antwortinformation wird ein Zeitabschnitt für die weitere Bestimmung des Charakteristikums verwendet, bei dem nur hinlaufende Wellen des elektromagnetischen Felds vorliegen und diese Wellen am Ort der Antenne als TEM-Feld existieren. Hierzu wird beispielsweise ein zu Beginn des Zeitstrahls im Zeitbereich liegender Abschnitt der Antwortinformation verwendet, wobei die Dauer experimentell derart zu ermitteln ist, dass die genannten Bedingungen vorliegen. So kann beispielsweise aufgrund des Abstands der Antenne von einer reflektierenden Rückwand des Wellenleiters und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des elektromagnetischen Felds der erwartete Zeitpunkt reflektierter, rücklaufender Wellen abgeschätzt werden und dementsprechend der ausgewertete Zeitabschnitt aus der Antwortinformation so ausgeschnitten werden, dass er vor Eintreffen von rücklaufenden Wellen liegt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, als Anregungssignal einen elektrischen Anregungspuls, insbesondere einen Anregungspuls mit hoher Frequenzbandbreite, einzuspeisen, und das Antwortsignal der Antenne als Zeitverlauf aufzunehmen. Hierdurch kann eine Bestimmung eines Charakteristikums einer Antenne direkt im Zeitbereich erfolgen, d. h. die Informationen für eine Auswertung des Antwortsignals liegen bereits im Zeitbereich vor, so dass keine Transformation in den Zeitbereich erforderlich wird. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach ausführbar.
Die Verwendung eines Anregungspulses mit hoher Frequenzbandbreite hat den Vorteil, dass durch einen einzigen Puls – oder gegebenenfalls mehrere Pulse – eine Untersuchung der Antenne in einem großen Frequenzbereich erfolgen kann, beispielsweise im gesamten gewünschten Empfangsbereich einer Antenne. Es erfolgt somit durch die Verwendung eines Anregungspulses eine gleichzeitige Beaufschlagung der Antenne mit einer Vielzahl von Frequenzen auf einmal, und zwar mit den Frequenzen, die im Spektrum des Anregungspulses enthalten sind. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Charakterisierung einer einzelnen Antenne erheblich schneller als bekannte Verfahren der Antennencharakterisierung, bei denen hierzu eine Vielzahl von Referenzantennen benötigt werden. Vorteilhaft kann durch Mehrfachaussendung von Pulsen derselben Pulsform eine Anhebung der erzielbaren Messdynamik erzielt werden, z. B. durch die Eliminierung von Rauscheinflüssen durch eine Mittelung über diese Ergebnisse solcher Mehrfachmessungen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Anregungspuls ein Gauß-Puls eingespeist. Unter einem Gauß-Puls wird eine Pulsform verstanden, bei der der Amplitudenverlauf über der Zeit einer Gauß'schen Normalverteilungskurve entspricht oder zumindest ähnelt. Ein solcher Gauß-Puls hat den Vorteil, eine Anregung mit hoher Frequenzbandbreite zu ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Anregungspuls an seiner ersten Flanke relativ steilflankig. Bei der ersten Flanke des Anregungspulses wird 80% der Amplitude des Anregungspulses in weniger als 1 ns (Nanosekunden) durchlaufen werden. Durch die Steilflankigkeit der ersten Flanke kann eine hohe Frequenzbandbreite des Anregungspulses erzielt werden. Auf diese Weise kann mit einem einzigen Anregungspuls sogar eine ultrabreitbandige Antenne (UWB-Antenne) mit mindestens 500 MHz Bandbreite über ihren gesamten Frequenzbereich vermessen werden. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders zeitsparend anwendbar.
Im Ergebnis erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren schnelle, verlässliche Antennenmessungen, die unter Verwendung von insbesondere im industriellen Umfeld bereits vorhandenen Wellenleitern wie z. B. GTEM-Zellen kostengünstig durchführbar sind. Zur Messdatenaufzeichnung kann beispielsweise ein Speicheroszilloskop verwendet werden. Weiterhin ist lediglich ein einziges Exemplar einer zu untersuchenden Antenne mit unbekannten Kenndaten notwendig, d. h. es entfällt die Notwendigkeit zusätzlicher präzise vermessener Referenzantennen. Dies vermeidet gerade bei komplexeren Prototypen von Antennen den kostenintensiven Aufbau mehrerer Exemplare.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in einer inhärenten Erhöhung der Messgenauigkeit, die in der Auswertung eines Anteils des Antwortsignals als im Zeitbereich ausgewerteter Zeitabschnitt begründet ist. Wie Untersuchungen der Wellenausbreitung innerhalb einer GTEM-Zelle gezeigt haben, tritt trotz Vorhandensein eines Hochfrequenzabsorbers eine nicht vernachlässigbare Reflektion an der Rückwand der Zelle ein, die zu einer rücklaufenden Welle führt (vgl. IEEE-Veröffentlichung „Pulse Propagation in Gigahertz Transverse Electromagnetic Cells", Thye, Armbrecht, Koch). Bei Messungen im Frequenzbereich, bei denen jede einzelne Messfrequenz zumindest für einen kurzen Zeitraum konstant eingestellt werden muss, erfolgt an der Antenne zwangsläufig eine Überlagerung zwischen hinlaufenden und rücklaufenden Wellen, wodurch das Messergebnis verfälscht wird. Durch die mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Auswertung im Zeitbereich kann eine Messdatenerfassung an der Antenne vorgenommen werden, bevor die rücklaufende Welle die Antenne erreicht. Auf diese Weise können unerwünschte Störeinflüsse durch Reflektionen vermieden werden, selbst wenn als Anregungssignal ein Frequenzbereichssignal verwendet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Antwortsignal im Zeitbereich aufgenommen. Das Aufnehmen kann beispielsweise mit einem Speicheroszilloskop erfolgen. Das Aufnehmen direkt im Zeitbereich hat den Vorteil einer vereinfachten Auswertung des Signals und der Bestimmung des Charakteristikums der Antenne. Beispielsweise kann das Antwortsignal direkt das Charakteristikum der Antenne darstellen. Das Antwortsignal ist dann ein zweidimensionaler Verlauf, beispielsweise eine Spannung über der Zeit, aus der der Antennenfachmann Charakteristika der zu untersuchenden Antenne entnehmen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die vorgeschlagenen Messungen im Zeitbereich den Einsatz von elektro-optischen Wandlern zur Übertragung des Antwortsignals der Antenne zu der Messeinrichtung möglich machen, da als Antwortsignal der Antenne lediglich Amplitudenwerte als Zeitverlauf zu übertragen sind und kein Bezug zur Phasenlage erforderlich ist. Die Möglichkeit des Einsatzes elektro-optischer Wandler in Verbindung mit Lichtleitfasern hat wiederum den Vorteil, dass parasitäre Feldverzerrungen in der Umgebung der Antenne im Vergleich zu herkömmlichen metallischen Kabeln vermieden oder zumindest erheblich reduziert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Anregungssignal ein Frequenzbereichssignal verwendet. Dies hat den Vorteil, dass vorhandene, bisher zur Antennenmessung verwendete vektorielle Netzwerkanalysatoren weiterverwendet werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Antwortsignal phasenrichtig im Frequenzbereich aufgenommen. Vorteilhaft wird somit die komplexe Antwortgröße in Amplitude und Phasenlage erfasst (vektorielle Messung). Hierbei wird zusätzlich eine Signalerfassung am Antennenfußpunkt vorgenommen. Das im Frequenzbereich aufgenommene Antwortsignal kann dann über eine inverse Fourier-Transformation in den Zeitbereich transformiert werden und abschnittsweise weiter ausgewertet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Antwortsignal zur Bestimmung des Charakteristikums weiter ausgewertet werden. Es können z. B. aus dem Antwortsignal Frequenzbereichskenngrößen der Antenne bestimmt werden. Hierfür wird der im Zeitbereich ausgewertete Zeitabschnitt der Antennenantwort in den Frequenzbereich transformiert. Auf diese Weise können beispielsweise Kenngrößen wie der Gewinn, die Richtcharakteristik und/oder der Wirkungsgrad der Antenne bestimmt werden. Im Vergleich zu bekannten Antennencharakterisierungsverfahren im Frequenzbereich können gemäß der Erfindung diese Kenngrößen bereits mit einer Messung extrem breitbandig bestimmt werden, d. h. für einen sehr großen Frequenzbereich, insbesondere wenn die Antenne infolge des elektrischen Anregungspulses bereits zeitgleich mit hoher Frequenzbandbreite angeregt wurde.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden aus dem Antwortsignal der Antenne Sendeeigenschaften der Antenne bestimmt. Das Antwortsignal charakterisiert an sich die Empfangseigenschaften der Antenne, da es sich um den Empfang einer vom Anregungspuls ausgelösten Welle handelt. Unter Heranziehung der Lorentz-Reziprozität kann jedoch aus dem Antwortsignal der Antenne, hierbei insbesondere der Empfangsimpulsantwort h_rx(t, φ_i, θ_i), auch auf das Sendesignal, insbesondere auf die Sendeimpulsantwort h_tx(t, φ_i, θ_i), geschlossen werden. Hierdurch erübrigen sich aufwendige zusätzliche Messungen zur Bestimmung des Sendeverhaltens einer Antenne. Die Bestimmung der Sendeimpulsantwort aus der Empfangsimpulsantwort kann wie folgt erfolgen:
Hierbei sind φ_i und θ_i die jeweiligen Koordinaten der Ausrichtung der Antenne bezüglich des Felds in einem Kugelkoordinatensystem. φ_i ist die azimutale Koordinate, θ_i die Elevationskoordinate. c₀ ist die Lichtgeschwindigkeit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Frequenzbandbreite des Anregungssignals gleich oder größer als die zu vermessende Frequenzbandbreite der Antenne. Dies ermöglicht vorteilhaft die Vermessung der zu untersuchenden Antenne in ihrem gesamten Frequenzspektrum mit einem einzigen Anregungssignal, insbesondere mit einem einzigen Anregungspuls.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die zu untersuchende Antenne eine Ultrabreitbandantenne, insbesondere eine Antenne mit wenigstens 500 MHz Frequenzbandbreite. Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Vermessung sehr breitbandiger Antennen geeignet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Antenne in wenigstens einer räumlichen Dimension bzw. wenigstens einer Drehachse in dem Wellenleiter bewegbar angeordnet. Beispielsweise kann die Antenne durch einen entsprechenden elektrischen Antrieb um alle drei räumlichen Koordinatenachsen drehbar sein. Gemäß der Weiterbildung wird ein erster Wert eines Charakteristikums der Antenne in einer ersten Antennenposition und wenigstens ein zweiter Wert des Charakteristikums in einer zweiten Antennenposition bestimmt. Hierdurch kann eine Reihe von Charakteristika in einer Vielzahl von Antennenpositionen schnell und mit wenig Aufwand ermittelt werden. Im Ergebnis können hierdurch mit wenig Zeitaufwand zwei- und/oder dreidimensionale Strahlungscharakteristika der Antenne ermittelt werden. Insbesondere bei Verwendung einer GTEM-Zelle bei einem reinen 2-Komponenten-TEM-Feld ist eine unabhängige, d. h. verkopplungsfreie, Charakterisierung der ko- und kreuzpolarisierten Antennenkomponenten durch Rotation der Antenne um 90° zur Ausbreitungsrichtung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Auswahl der Dimensionen des Wellenleiters und/oder die Positionierung der Antenne in dem Wellenleiter in Längsrichtung des Wellenleiters in Abhängigkeit der für eine Bestimmung des gewünschten Charakteristikums notwendigen Dauer des Antwortsignals und/oder der Größe der Antenne. Beispielsweise wird im Falle einer GTEM-Zelle die Antenne bei einer erwarteten relativ langen Dauer des Antwortsignals etwas weiter entfernt von deren Rückwand positioniert als bei erwarteten kurzen Antwortsignalen, um auf diese Weise wiederum den Einfluss reflektierter Wellen auszuschließen. Sofern eine Positionierung in größerer Entfernung von der Rückwand der GTEM-Zelle nicht möglich erscheint, etwa weil der Abstand zu den Seitenwänden der GTEM-Zelle für eine unverfälschte Messung zu gering wird, ist entsprechend eine größere GTEM-Zelle zu wählen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Antenne an einer Position in dem Wellenleiter angeordnet, an der das Verhältnis von zueinander orthogonalen Komponenten der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Feldstärke eines kartesischen 2-Komponenten-TEM-Feldes, wobei beide Komponenten orthogonal zur Haupt-Ausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Felds in dem Wellenleiter sind, dem Freifeld-Feldwellenwiderstand, möglichst nahe kommt. Hierdurch können Verfälschungen des Messsignals durch unerwünschte kreuzpolare Verkopplungen vermieden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren gemäß Anspruch 1 um den Schritt ergänzt, dass charakteristische Daten des Wellenleiters messtechnisch ermittelt werden. Die Ermittlung dieser Daten kann beispielsweise durch Positionieren eines Feldsensors mit bekannten, definierten Kenndaten in dem Wellenleiter und durch Einspeisen eines Anregungspulses ermittelt werden, wie für die GTEM-Zelle in der IEEE-Veröffentlichung „Pulse Propagation in Gigahertz Transverse Electromagnetic Cells", Thye, Armbrecht, Koch, beschrieben. Im Gegensatz zum Platzieren einer Antenne mit unbekannten Eigenschaften, die vermessen werden sollen, erfolgt somit in diesem Schritt eine Vermessung der unbekannten Eigenschaften der spezifischen GTEM-Zelle bzw. des Wellenleiters mittels eines als Referenz dienenden Feldsensors. Schließlich wird das Charakteristikum der Antenne aus dem Antwortsignal der Antenne, das gemäß Anspruch 1 bestimmt wird, in Verbindung mit den messtechnisch erfassten charakteristischen Daten des Wellenleiters bestimmt, indem das Antwortsignal rechnerisch korrigiert wird um die charakteristischen Daten des Wellenleiters. Hierdurch kann die Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht werden. Unerwünschte Verfälschungen durch den Wellenleiter können rechnerisch eliminiert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 – den grundsätzlichen Aufbau einer GTEM-Zelle in perspektivischer Darstellung und
2 – eine beispielhafte, zu untersuchende Antenne in perspektivischer Darstellung und
3 – eine Messanordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer GTEM-Zelle in Seitenansicht und
4 – die Einflussgrößen des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung und
5 – schematisch die Hauptfeldkomponenten eines TEM-Felds innerhalb einer GTEM-Zelle und
6 – eine Draufsicht auf eine GTEM-Zelle und
7 – den Verlauf des Feldwellenwiderstands in Querrichtung der GTEM-Zelle speziell als Quotient der Hauptfeldkomponenten und
8 – einen beispielhaften Anregungspuls und
9 – beispielhafte Impulsantworten der Antenne.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
Als Beispiel für einen Wellenleiter wird nachfolgend eine GTEM-Zelle beschrieben. Wie in 1 erkennbar ist, hat eine GTEM-Zelle 1 eine pyramidenähnliche Form. Die GTEM-Zelle 1 weist ein metallisches Außengehäuse 2 mit rechteckigem Querschnitt auf. Das Außengehäuse 2 ist an der der Pyramidenspitze abgewandten Seite durch eine Rückwand 3 abgeschlossen. Im Bereich der Rückwand 3 ist ein Hochfrequenzabsorber 7 vorgesehen, der eine Mehrzahl von Absorberelementen in Pyramidenform aufweist. Im Inneren der GTEM-Zelle 1 befindet sich ein dezentral angeordneter flacher Innenleiter 5 in Plattenform. Der Innenleiter 5 wird auch als Septum bezeichnet. In dem an die Rückwand 3 angrenzenden Bereich des Septums 5 ist ein Widerstandsbereich 6 vorgesehen. Durch die Kombination des Widerstandsbereichs 6 mit dem Hochfrequenzabsorber 7 ist die GTEM-Zelle 1 mit dem gewünschten Leitungsesellenwiderstand im Wesentlichen reflektionsfrei abgeschlossen.
Das Septum 5 ist innerhalb der GTEM-Zelle 1 so angeordnet, dass sich ein Leitungswellenwiderstand von 50 Ω einstellt, der über die Länge der GTEM-Zelle 1 konstant ist. Zur Einspeisung von Signalen weist die GTEM-Zelle 1 einen elektrischen Koaxialanschluss 4 für eine koaxiale Zuleitung auf. Der Innenleiter des Koaxialanschlusses 4 geht von der Anschlussstelle aus kontinuierlich in das Septum 5 der GTEM-Zelle 1 über. Der Außenleiter des Koaxialanschlusses 4 geht von der Anschlussstelle aus kontinuierlich in den Außenleiter der GTEM-Zelle 1, d. h. in das metallische Außengehäuse 2, über.
Die 2 zeigt ein Beispiel für eine Ultrabreitbandantenne in Form einer Konusantenne 8. Die Konusantenne 8 weist einen metallischen Antennenkörper 9, 10 auf, der einen oberen ungefähr halbkugelförmigen Bereich 9 und einen unteren ungefähr konischen Bereich 10 aufweist. Der Antennenkörper 9, 10 wird von einem Sockel 11 gehalten (gestrichelt gezeichnet), der z. B. aus Plexiglas besteht. Der konische Bereich 10 der Antenne 8 endet in einem Antennenanschluss 12, der aus dem Sockel 11 herausgeführt ist. Der Antennenkörper 9 bildet zusammen mit einer metallischen Grundplatte 16 eine Monopol-Antennenstruktur.
Die 3 zeigt einen Messaufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die GTEM-Zelle 1 ist in der 3 in Seitenansicht dargestellt. An dem Koaxialanschluss 4 ist ein Pulsgenerator 13 angeschlossen. Innerhalb der GTEM-Zelle 1 ist eine zu untersuchende Antenne 8 angeordnet. Die Antenne 8 ist über eine Leitung 15 mit einer Signalerfassungseinrichtung 14 verbunden. Die Signalerfassungseinrichtung 14 kann beispielsweise als Speicheroszilloskop oder Transientenrecorder ausgebildet sein. Die Leitung 15 kann vorteilhaft als optische Leitung, d. h. als Lichtwellenleiter, ausgebildet sein. In diesem Fall wird an dem Antennenanschluss 12 direkt ein elektro-optischer Wandler angeschlossen, der von der Antenne 8 empfangene Signale direkt in optische Signale wandelt. Die optischen Signale werden dann durch einen optoelektrischen Wandler im Bereich der Signalerfassungseinrichtung 14 wiederum in elektrische Signale gewandelt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Anregungspuls u_tx(t) von dem Pulsgenerator 13 in die GTEM-Zelle 1 eingespeist. Die sich dabei bildende und in Richtung der Antenne 8 ausbreitende elektromagnetische Welle trifft zu einem Zeitpunkt auf die Antenne 8 auf und erzeugt ein Antwortsignal u_rx(t), das von der Signalerfassungseinrichtung 14 aufgezeichnet wird.
Die 4 zeigt die Einflussgrößen des Zielkonflikts, die für eine Bestimmung eines Charakteristikums einer Antenne zu berücksichtigen sind. Erste Einflussgröße ist die Pulspausendauer bei der jeweiligen Antennenposition der Antenne in der GTEM-Zelle. Mit der Pulspausendauer wird die Zeit bezeichnet, die zwischen dem vollständigen Empfang der von dem Anregungspuls ausgelösten hinlaufenden Welle zu der Antenne und dem Beginn des Empfangs einer rücklaufenden Weile vorliegt. In diesem Zeitraum der Pulspausendauer kann davon ausgegangen werden, dass keine Verfälschung des Messergebnisses durch Reflektionen an der Rückwand der GTEM-Zelle stattfindet.
Die zweite Einflussgröße ist die erwartete Länge des Antwortpulses der Antenne. Die erwartete Länge muss in Einklang mit der Pulspausendauer stehen, sodass nicht Störungen durch reflektierte Wellen beispielsweise gegen Ende des Antwortsignals auf die hinlaufende Welle diesem Antwortsignal überlagert werden.
Die dritte Einflussgröße ist die Anregungspulsbreite, d. h. die Dauer des Anregungssignals. Diese sollte wesentlich kürzer sein als die Pulspausendauer, was z. B. durch Verwendung eines Ultrabreitbandpulses der nachfolgend beschriebenen Art möglich ist.
Als vierte Einflussgröße ist die Antennengröße zu berücksichtigen, die in einem sinnvollen Verhältnis zum Querschnitt der GTEM-Zelle stehen soll, sodass Feldverzerrungen durch die Antennengröße vernachlässigbar werden. Als Faustregel für das Beispiel der Konusantenne gilt, dass die Querschnittsfläche der GTEM-Zelle im Bereich der Position der zu untersuchenden Antenne wenigstens 25mal so groß oder ca. 5% der Querschnittsfläche sein sollte wie der Querschnitt der Antenne in derselben Querschnittsebene.
In der 5 ist der prinzipielle Verlauf der Hauptfeldkomponenten eines TEM-Felds schematisch in Bezug auf ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt. Das Koordinatensystem ist in Bezug auf die GTEM-Zelle 1 derart definiert, dass die x-Achse in Querrichtung der GTEM-Zelle verläuft, die y-Achse in Vertikalrichtung und die z-Achse in Längsrichtung. In der 5 ist erkennbar, dass die Feldlinie H_x des magnetischen Felds um das Septum 5 herum verläuft, das in der 5, ebenso wie die z-Achse, senkrecht zur Papierebene verläuft. Die Feldlinien E_y des elektrischen Felds verlaufen in negativer y-Richtung. Das TEM-Feld breitet sich dabei in Richtung der z-Achse aus.
Die 6 zeigt die Ausrichtung eines bodenbezogenen, gestrichenen Koordinatensystems in einer Draufsicht auf die GTEM-Zelle 1 einschließlich zweier Querschnitte (Querschnitt 1 und 2), entlang derer der Feldwellenwiderstand berechnet wird.
Die 7 zeigt den berechneten Feldwellenwiderstand nun speziell als Quotient der Hauptfeldkomponenten für zwei beispielhaft ausgewählte Querschnitte (Querschnitt 1 und 2) entlang der x'-Koordinate. Wie erkennbar ist, wird bei einer mittigen Positionierung der zu untersuchenden Antenne bezüglich der Querrichtung der GTEM-Zelle (x' = 0) eine Impedanz von η₀ = 377 Ω erzielt, was den Messbedingungen im Freifeld entspricht, wobei zudem das TEM-Feld an dieser Position vorteilhafterweise lediglich als ein kartesisches 2-Komponenten-TEM-Feld (E_y, H_x) vorliegt. In diesem Punkt ist die Charakterisierung der Antenne 8 getrennt hinsichtlich ihrer orthogonal polarisierten Antenneneigenschaften besonders einfach, da durch eine Drehung der Antenne um 90° die jeweils ko-polare Feldkomponente vermessen werden kann, ohne Verfälschungen durch die kreuz-polare Feldkomponente zu enthalten.
Die 8 zeigt beispielhaft einen Anregungspuls u_tx(t). Wie erkennbar ist, ist der Anregungspuls relativ steilflankig, insbesondere an seiner ersten, abfallenden Flanke. Im dargestellten Beispiel beträgt die Zeit T1, in der der Momentanwert der Amplitude des Anregungspulses den Bereich zwischen 10% und 90% der maximal erreichten Amplitude durchläuft, nur etwa 20 ps. Im dargestellten Beispiel ergibt sich dementsprechend eine betragsmäßige Flankensteilheit von 48 V/ns. Dies entspricht einer Frequenzbandbreite von in etwa 20 GHz.
Das Antwortsignal der Antenne wird als Spannungsverlauf u_rx(t) aufgezeichnet. Die Empfangsimpulsantwort h^AUT _rx(t) verknüpft im Allgemeinen das als Spannungsgröße vorliegende Antwortsignal der Antenne u_rx(t) mit dem im Empfangsfall auf die Antenne einfallenden drei elektrischen Feldkomponenten (E_x, E_y, E_z). Die Einheit einer solchen Impulsantwort wird daher für gewöhnlich in [m] angegeben. Das Antwortsignal u_rx(t) enthält grundsätzlich eine Überlagerung der in die verschiedenen Koordinatenrichtungen des Koordinatensystems gerichteten Komponenten eines Impulsantwortvektors h^AUT _rx(t) = (h_x(t), h_y(t), h_z(t)) (AUT = antenna under test). In Folge der Ausbreitung der Welle als reines 2-Komponenten-TEM-Feld in kartesischen Koordinaten, wie es entlang der Mittelachse der GTEM-Zelle wie beschrieben vorliegt, können die x- und z-Anteile vernachlässigt werden, so dass sich die zur Bestimmung der Antennencharakteristik zu ermittelnde Impulsantwort h^AUT _rx,y(t) aus dem y-Anteil wie folgt polarisationsrein ergibt:
Hierbei repräsentiert der Operator *^–1 eine inverse Faltungsoperation. Die Größe α_PL ist eine für die verwendete GTEM-Zelle typische Dämpfungskonstante. Mit dem Index „TG” wird angegeben, dass es sich um einen zeitlichen Anteil des Antwortsignals handelt, nämlich den für die Bestimmung des Charakteristikums der Antenne ausgewerteten Zeitabschnitt von u_rx(t), bei dem das Antwortsignal nur hinlaufende Wellen und keine Störeinflüsse durch Reflektionen umfasst und zudem das elektromagnetische Feld am Ort der Antenne ein TEM-Feld ist.
Die 9 zeigt Zeitverläufe der Impulsantwort h^AUT _rx(t) der Antenne. Hierbei sind drei Kurvenverläufe in demselben Diagramm dargestellt. Der Kurvenverlauf h^AUT _rx,REF(t) (mit der geringsten Welligkeit) wurde dabei zur Überprüfung der Plausibilität der Messergebnisse mittels 2-Antennen-Referenzmethode ermittelt. Die zwei weiteren Kurvenverläufe (mit der größeren Welligkeit) geben die Impulsantworten der zwei untersuchten und für die 2-Antennen-Referenzmethode verwendeten Konusantennen 8 gleicher Bauform an, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt wurden. Wie erkennbar ist, liegen die gemessenen Verläufe dicht bei dem Verlauf der Referenzmessung. Aus der Impulsantwort gemäß 9 können bei Bedarf weitere Kenngrößen der Antenne abgeleitet werden. Hierfür kann der Zeitverlauf der Empfangsimpulsantwort h^AUT _rx(t) zum einen in die Sendeimpulsantwort h^AUT _tx(t) transformiert werden bzw. zum anderen wahlweise die Empfangs- oder die Sendeimpulsantwort in den Frequenzbereich transformiert, z. B. durch Fouriertransformation, worauf dann die korrespondierenden Frequenzbereichskenngrößen der Antenne wie Gewinn, Richtcharakteristik oder Wirkungsgrad bestimmt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE-Veröffentlichung „Pulse Propagation in Gigahertz Transverse Electromagnetic Cells”, Thye, Armbrecht, Koch [0013]
IEEE-Veröffentlichung „Pulse Propagation in Gigahertz Transverse Electromagnetic Cells”, Thye, Armbrecht, Koch [0022]
IEEE-Veröffentlichung „Pulse Propagation in Gigahertz Transverse Electromagnetic Cells”, Thye, Armbrecht, Koch [0034]

Claims

Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums einer Antenne (8) mit den Schritten: a) Platzieren einer Antenne (8), von der wenigstens ein Charakteristikum zu bestimmen ist, in einem von einem Wellenleiter (1) umgebenen Raum, b) Einspeisen eines elektrischen Anregungssignals (u_tx(t)) in einen Einspeiseanschluss (4) des Wellenleiters (1), c) Aufnehmen des von der Antenne (8) in Folge des Anregungssignals (u_tx(t)) abgegebenen elektrischen Antwortsignals (u_rx(t)), d) Bestimmung wenigstens eines Charakteristikums der Antenne aus wenigstens einem Anteil des Antwortsignals (u_rx(t)) und einem korrespondierenden Anteil des Anregungssignals (u_tx(t)), wobei der Anteil des Antwortsignals (u_rx(t)) ein im Zeitbereich ausgewerteter Zeitabschnitt ist, der folgende Bedingungen erfüllt: i) am Ort der Antenne (8) existieren nur eine oder mehrere von dem Anregungssignal (u_tx(t)) bewirkte, von dem Einspeiseanschluss (4) in Richtung Antenne (8) laufende Wellen des elektromagnetischen Felds, ii) das elektromagnetische Feld ist am Ort der Antenne (8) ein TEM-Feld.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Anregungssignal (u_tx(t)) ein Anregungspuls verwendet wird, insbesondere ein Anregungspuls mit hoher Frequenzbandbreite wie z. B. ein Gauß-Puls.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortsignal (u_rx(t)) im Zeitbereich aufgenommen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Anregungssignal (u_tx(t)) ein Frequenzbereichssignal verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortsignal (u_rx(t)) phasenrichtig im Frequenzbereich aufgenommen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Antwortsignal (u_rx(t)) Frequenzbereichskenngrößen der Antenne (8) bestimmt werden, insbesondere der Gewinn, die Richtcharakteristik und/oder der Wirkungsgrad.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Antwortsignal (u_rx(t)) Sende-Eigenschaften der Antenne (8) bestimmt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzbandbreite des Anregungssignals (u_tx(t)) gleich oder größer ist als die zu vermessende Frequenzbandbreite der Antenne (8).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine proportional zur Entfaltung des Antwortsignals (u_rx(t)) mit dem Anregungssignal (u_tx(t)) bestimmbare Kenngröße (h_rx(t)) ein zu bestimmendes Charakteristikum der Antenne (8) ist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter ein TEM-Wellenleiter ist, insbesondere eine TEM-Zelle bzw. eine GTEM-Zelle.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (8) eine Ultrabreitbandantenne ist, insbesondere eine Antenne mit wenigstens 500 MHz Frequenzbandbreite.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (8) in wenigstens einer räumlichen Dimension bzw. wenigstens einer Drehachse in dem Wellenleiter (1) bewegbar angeordnet ist und ein erster Wert eines Charakteristikums der Antenne (8) in einer ersten Antennen-Position und wenigstens ein zweiter Wert des Charakteristikums in einer zweiten Antennen-Position bestimmt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der Dimensionen des Wellenleiters (1) und/oder die Positionierung der Antenne (8) in Längsrichtung des Wellenleiters (1) in Abhängigkeit von der für eine Bestimmung des gewünschten Charakteristikums notwendigen Dauer des Antwortsignals (u_rx(t)) und/oder der Größe der Antenne (8) erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (8) an einer Position in dem Wellenleiter (1) angeordnet wird, an der das Verhältnis von zueinander orthogonalen Komponenten der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Feldstärke eines kartesischen 2-Komponenten-TEM-Feldes, wobei beide Komponenten orthogonal zur Haupt-Ausbreitungs richtung des elektromagnetischen Felds in dem Wellenleiter sind, dem Freifeld-Feldwellenwiderstand möglichst nahe kommt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass charakteristische Daten des Wellenleiters (1) messtechnisch ermittelt werden und das Charakteristikum aus dem Antwortsignal (u_rx(t)), rechnerisch korrigiert um die charakteristischen Daten des Wellenleiters, bestimmt wird.