„Substrate Integrated Waveguide“ – Versionsunterschied

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Der englische Begriff Substrate Integrated Waveguide (SIW), für den es bisher keine mehrheitlich benutzte deutsche Übersetzung gibt, beschreibt eine neue elektrische Leitung. Erstmals vorgestellt wurde diese neue Form eines Wellenleiters im Jahre 1998 von dem japanischen Wissenschaftler Hiroshi Uchimura und anderen.

Die als Wellenleiter ausgeführte Leitung besteht allein aus einem leitend von beiden Seiten beschichteten Dielektrikum, auch Substrat genannt, und elektrischen Durchkontaktierungen, sog. Vias als Begrenzung. Vorteile dieser Technik gegenüber herkömmlichen Hohlleitern sind die einfache Herstellung, das flache Profil sowie die Möglichkeit, auf dem gleichen Substrat weitere Bauteile aufzubringen.

Eigenschaften

Die wesentlichen Eigenschaften des SIW sind mit denen des rechteckigen Wellenleiters vergleichbar. Es existieren hinreichend genau empirisch gewonnene Annäherungsformeln, die die Breite eines SIW mit der Breite eines rechteckigen Hohlleiters verknüpfen. Ebenso sind ausgehend von den Dimensionen des SIW die Grenzfrequenzen zu ermitteln. Eine Besonderheit besteht beim SIW darin, dass die Grenzfrequenz nicht von der Substratdicke, sondern allein von der Breite abhängt.

Die äquivalente Breite eines Hohlleiters, der in etwa die gleichen Eigenschaften besitzt wie der entsprechende SIW, ist über die folgende Formel näherungsweise verknüpft:

a_{\text{RWG}}=a_{\text{SIW}}-1{,}08\cdot {\frac {(2r)^{2}}{p}}+{\frac {(2r)^{2}}{10\cdot a_{\text{SIW}}}}

wobei $p$ der Abstand zwischen den begrenzenden Vias und $r$ der Radius der eingesetzten Vias ist, sowie $a_{\text{RWG}}$ und $a_{\text{SIW}}$ die jeweiligen Breiten des Hohlleiters, respektive SIWs.

Im SIW sind nur $H_{m0}$ -Feldtypen ausbreitungsfähig, da die Wandströme in den kurzen Seitenwänden nur eine senkrechte Komponente besitzen können.

Anwendungen

Anwendungen des SIW sind Antennen, Speiseleitungen von Antennen (engl. feeding), Kopplern, u. a., insbesondere im Millimeterband, also jenseits der 30 GHz. Es existieren bereits flexible Übergänge zu anderen Techniken, wie Mikrostreifenleitung, Coplanar Waveguide (CPW), Hohlleiter oder Koaxialkabel.

Literatur

Xuan Hui Wu, Ahmed Kishk: Analysis and Design of Substrate Integrated Waveguide Using Efficient 2D Method. Morgan & Claypool Publishers, 2010, ISBN 978-1-59829-902-1.

Weblinks

Vorstellung des SIW auf der englischen Seite Microwave 101 (englisch)
Design of Substrate Integrated Waveguide Components (abgerufen am 16. November 2017)
A Review on Substrate Integrated Waveguide and its Microstrip Interconnect (abgerufen am 16. November 2017)
High performance multilayer Substrate Integrated Waveguide (SIW) technics for low-cost millimeter-wave circuits (abgerufen am 16. November 2017)
Substrate Integrated Waveguide Antenna Applications (abgerufen am 16. November 2017)

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-Der englische Begriff '''Substrate Integrated Waveguide''' (SIW), für den es bisher keine mehrheitlich benutzte deutsche Übersetzung gibt, beschreibt eine neue elektrische Leitung. Erstmalig vorgestellt wurde diese neue Form eines Wellenleiters im Jahre 1998 von dem japanischen Wissenschaftler Uchimura, und anderen.
+Der englische Begriff {{lang|en|'''Substrate Integrated Waveguide'''}} (SIW), für den es bisher keine mehrheitlich benutzte deutsche Übersetzung gibt, beschreibt eine neue elektrische Leitung. Erstmals vorgestellt wurde diese neue Form eines Wellenleiters im Jahre 1998 von dem japanischen Wissenschaftler Hiroshi Uchimura und anderen.
-Die als [[Wellenleiter]] ausgeführte [[Elektrische Leitung|Leitung]] besteht allein aus einem [[Dielektrikum]], auch Substrat genannt, und elektrischen [[Durchkontaktierung]]en, sog. ''Vias'' als Begrenzung. Vorteil dieser Technik gegenüber herkömmlichen [[Hohlleiter]]n ist die einfache Herstellung, sowie das flache Profil und die Möglichkeit, auf dem gleichen Substrat weitere Bauteile aufzubringen.
+Die als [[Wellenleiter]] ausgeführte [[Elektrische Leitung|Leitung]] besteht allein aus einem leitend von beiden Seiten beschichteten [[Dielektrikum]], auch Substrat genannt, und elektrischen [[Durchkontaktierung]]en, sog. ''Vias'' als Begrenzung. Vorteile dieser Technik gegenüber herkömmlichen [[Hohlleiter]]n sind die einfache Herstellung, das flache Profil sowie die Möglichkeit, auf dem gleichen Substrat weitere Bauteile aufzubringen.
 == Eigenschaften ==
 Die wesentlichen Eigenschaften des SIW sind mit denen des rechteckigen Wellenleiters vergleichbar.
-Es existieren hinreichend genau empirisch gewonnene Annäherungsformeln, die die Breite eines SIW mit der Breite eines rechteckigen Hohlleiters verknüpfen. Ebenso sind ausgehend von den Dimensionen des SIW die Grenzfrequenzen zu ermitteln. Eine Besonderheit besteht beim SIW darin, dass die [[Grenzfrequenz]] nicht von der Substratdicke, sondern allein von der Breite abhängt.
+Es existieren hinreichend genau empirisch gewonnene Annäherungsformeln, die die Breite eines SIW mit der Breite eines rechteckigen Hohlleiters verknüpfen. Ebenso sind ausgehend von den Dimensionen des SIW die [[Grenzfrequenz]]en zu ermitteln. Eine Besonderheit besteht beim SIW darin, dass die Grenzfrequenz nicht von der Substratdicke, sondern allein von der Breite abhängt.
-Die equivalente Breite eines Hohlleiters, der in etwa die gleichen Eigenschaften besitzt wie der entsprechende SIW, ist über die folgende Formel näherungsweise verknüpft:
+Die äquivalente Breite eines Hohlleiters, der in etwa die gleichen Eigenschaften besitzt wie der entsprechende SIW, ist über die folgende Formel näherungsweise verknüpft:
+:<math>a_\text{RWG}=a_\text{SIW}- 1{,}08 \cdot\frac{(2r)^2}{p} + \frac{(2r)^2}{10 \cdot a_\text{SIW}} </math>
-<math>
-a_{RWG}=a_{SIW}-1,8(2r)^2/p + 0,1 (2r)^2/a_{SIW}
- </math>
-wobei <math> p </math> der Abstand zwischen den begrenzenden Vias und <math> r </math> der Radius der eingesetzten Vias ist, sowie <math>  a_{RWG} </math> und <math> a_{SIW} </math> die jeweiligen Breiten des Hohlleiters, resp. SIWs.
+wobei <math> p </math> der Abstand zwischen den begrenzenden Vias und <math> r </math> der Radius der eingesetzten Vias ist, sowie <math>  a_\text{RWG} </math> und <math> a_\text{SIW} </math> die jeweiligen Breiten des Hohlleiters, respektive SIWs.
+Im SIW sind nur <math>H_{m0}</math>-Feldtypen ausbreitungsfähig, da die Wandströme in den kurzen Seitenwänden nur eine senkrechte Komponente besitzen können.
 == Anwendungen ==
-Anwendungen des SIW sind [[Antennentechnik|Antennen]], Speiseleitungen von Antennen (engl. "feeding"), [[Kopplung (Elektronik)|Kopplern]], u.&nbsp;a., insbesondere im [[Millimeterwelle|Millimeterband]], also jenseits der 30 GHz.
+Anwendungen des SIW sind [[Antennentechnik|Antennen]], Speiseleitungen von Antennen (engl. {{lang|en|''feeding''}}), [[Kopplung (Elektronik)|Kopplern]], u.&nbsp;a., insbesondere im [[Millimeterwelle|Millimeterband]], also jenseits der 30&nbsp;GHz.
-Es existieren bereits flexible Übergänge zu anderen Techniken, wie [[Mikrostreifenleitung]], Coplanar Waveguide (CPW) oder [[Koaxialkabel]].
+Es existieren bereits flexible Übergänge zu anderen Techniken, wie [[Mikrostreifenleitung]], {{lang|en|''Coplanar Waveguide''}} (CPW), [[Hohlleiter]] oder [[Koaxialkabel]].
+== Literatur ==
+* Xuan Hui Wu, Ahmed Kishk: ''Analysis and Design of Substrate Integrated Waveguide Using Efficient 2D Method''. Morgan & Claypool Publishers, 2010, ISBN 978-1-59829-902-1.
 == Weblinks ==
-* [http://www.microwaves101.com/encyclopedia/siw.cfm Vorstellung des SIW auf der englischen Seite Microwave 101]
+* [http://www.microwaves101.com/encyclopedia/siw.cfm Vorstellung des SIW auf der englischen Seite Microwave 101] (englisch)
+* [https://www.ece.uvic.ca/~jbornema/Conferences/161-15gsmm-sktlb.pdf Design of Substrate Integrated Waveguide Components] (abgerufen am 16. November 2017)
+* [https://pdfs.semanticscholar.org/eda5/14afd2ebb956f10a466aefbf94abfd9ce2eb.pdf A Review on Substrate Integrated Waveguide and its Microstrip Interconnect] (abgerufen am 16. November 2017)
+* [https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01505416/document High performance multilayer Substrate Integrated Waveguide (SIW) technics for low-cost millimeter-wave circuits] (abgerufen am 16. November 2017)
+* [https://kar.kent.ac.uk/50526/1/203Submission%20Wu.pdf Substrate Integrated Waveguide Antenna Applications] (abgerufen am 16. November 2017)
-[[Kategorie:Elektrische Leitung]]
-[[Kategorie:Hochfrequenztechnik]]
+[[Kategorie:Hochfrequenzleitung]]
-[[en:Post wall]]