Effiziente Berechnung der Einkopplung durch elektrisch große Aperturen in elektrisch lange Leiter im Inneren von Hohlraumresonatoren

Abstract

Die ungewollte Einkopplung elektromagnetischer Felder durch Aperturen in Gehäuse und anschließend in innere Strukturen wird aufgrund steigender Taktraten zukünftig immer häufiger auftreten. Es ist daher unerlässlich, effiziente Berechnungsverfahren zu entwickeln, da übliche numerische Verfahren eine hohe Anzahl von Unbekannten benötigen. Vorteilhaft sind hier analytische Verfahren, die allerdings häufig auf die Behandlung elektrisch kleiner Aperturen und Leiter beschränkt sind [1, 2]. In dieser Arbeit wird dieser analytische Ansatz für einfache elektrisch große Aperturen und erstmalig unter der Berücksichtigung elektrisch großer Beladungen der Hohlraumresonators verallgemeinert. Da im Inneren des Resonators eine starke Rückwirkung des abgestrahlten Feldes auf die erzeugenden Quellen vorliegt muss dabei auch die Rückwirkung der gestrahlten Felder auf die Quellen berücksichtigt werden [3, 4]. Dazu wird das Problem mit Hilfe eines Regularisierungsansatzes in eine Nah- und eine Fernwechselwirkung zerlegt. Die Wirkung der Apertur wird durch einen äquivalenten magnetischen Strom modelliert und so auf das Problem vieler gekoppelter, elektrisch kleiner Aperturen zurückgeführt [5]. Das Ergebnis ist eine Koppel-Matrix aller elektrisch kleinen Elemente, deren Einträge analytisch, und damit sehr effizient, bestimmt werden können. Das Verfahren, im Folgenden Method of Small Scatterer (MSS) genannt, wird am Beispiel einer spezifischen Geometrie (siehe Abb. 2c) erläutert und durch einen Vergleich mit numerischen Ergebnissen verifiziert.