Gekoppelte Strahlungsfelder im kreiszylindrischen Hohlleiter

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Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird das Strahlungsfeld solcher Dipole im Innern eines vollkommen leitenden zylindrischen Hohlleiters berechnet, deren Richtung senkrecht steht auf der Achse des Hohlleiters. Als die beiden Urtypen solcher Dipole, aus denen jedes kompliziertere Sendergebilde zusammengesetzt werden kann, dienen der radiale und der tangentiale Dipol.

Für das Strahlungsfeld derartiger Dipole, mögen sie nun elektrischer oder magnetischer Natur sein, ist charakteristisch, daß es im allgemeinen auch bei vollkommen leitender Hülle aus zwei miteinander verkoppelten Teilfeldern besteht, von denen das eine ein transversal elektrisches, das andere ein transversal magnetisches Feld ist. Jedes dieser beiden Felder setzt sich wieder zusammen aus unendlich vielen Einzelfeldern, die sich voneinander durch die ständig zunehmende Zahl der Knotenstrahlen und Knotenkreise unterscheiden. Jedes Teilfeld in dieser 2. ∞-fachen Mannigfaltigkeit von Feldern besitzt seine eigene kritische Wellenlänge, Phasengeschwindigkeit, axiale Impedanz u. a.

Das transversal magnetische Feld eines achsensenkrechten Dipols ist dem Vorhandensein elektrischer Einfachladungen in der Querschnittsebene des Dipols zuzuschreiben. Beim Dipol selbst sind das die Ladungen in seinen beiden Endpunkten. Bei einem Leiterstück endlicher Länge, der einen Strom mit vorgegebener Verteilung führt, sind es außerdem die Ladungen, die längs des Leiters stetig verteilt sind und deren Verteilungsgesetz aus dem des Stroms unmittelbar hergeleitet werden kann. Diese Ladungen haben also wesentlich den Charakter eingeprägter Ladungen, und das zugehörige transversal magnetische Feld läßt sich direkt aus dieser Ladungsverteilung bestimmen. Treten bei besonderen Sendertypen Ladungen dieser Art nicht auf, so gibt es auch kein transversal magnetisches Feld. Das ist z. B. der Fall bei einem in einer Querschnittsebene gelegenen ringfömigen Sender, dessen ihn durchfließender Strom konstante Phase und Amplitude besitzt.

Das transversal elektrische Feld eines achsensenkrechten Dipols hängt demgegenüber mit Seinem Amplitudenspektrum von der Verteilung der quellenfreien elektrischen Strömung in der Ebene des Dipols ab und diese wird wesentlich bestimmt durch die Lage der Strombahnen im Querschnitt. Statt der in sich selbst oder über die Wandströmung geschlossenen Wirbelströmung kann man auch die ihr gleichwertige Doppelschicht magnetischer Ladungen betrachten. Diese haben den Charakter induzierter Ladungen, so daß das Gesetz ihrer Verteilung nicht ohne besondere Rechnung angegeben werden kann.

Im letzten Abschnitt der Arbeit wird das Strahlungsfeld einiger besonderer ringförmiger Sendertypen untersucht.

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