Untersuchungen des Frequenzverhaltens einfacher Antennenstrukturen: Ein Vergleich von analytischen und FEM-basierenden Lösungen

Mit der steigenden Leistungsfähigkeit von Computern wurden analytische Modelle zur Berechnung einfacher Antennenstrukturen weitgehend von numerischen Modellen abgelöst. Dennoch ist der Bedarf an schnell berechenbaren Modellen speziell für die effiziente Lösung numerischer Optimierungsprobleme von Antennen und Antennengruppen sowie Smart Antennas gegeben, da numerische Simulationen zu wesentlich längeren Ausführungszeit führen. Aufgrund der vorhandenen Relevanz analytischer Modelle ist es notwendig deren Grenzen und Qualität zu kennen und richtig zu bewerten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird das Frequenzverhalten einfacher Antennenstrukturen untersucht und im Zuge dessen ausgewählte numerische und analytische Modelle verglichen. Hauptaugenmerk wird dabei speziell auf Antennenkenngrößen wie Richtcharakteristik, Impedanz und Stromverteilung entlang der Antenne gelegt. Ergebnis dieser Arbeit waren neben den Auswirkungen spezieller Geometrieparameter auf die Antennenkenngrößen vor allem auch die Grenzen der jeweiligen analytischen Modelle. Auffallend war eine auch bei sehr einfachen Modellen qualitativ gute Übereinstimmung für einige Kenngrößen. Lediglich in der Nähe von Resonanzpunkten sind Diskrepanzen beobachtbar.