Das Arbeitsgebiet des Institutes für Theoretische Elektrotechnik umfasst vielfältige Aspekte aus der Theorie, Berechnung und Anwendung des Verhaltens elektromagnetischer Felder. Unsere Forschungsschwerpunkte sind:

Elektromagnetische Feldtheorie und ihre numerischen Verfahren

Elektromagnetische Felder sind überall von Wichtigkeit und dennoch sind sie schwer zu berechnen und zu visualisieren. Seit mehr als 15 Jahren wird hierfür an unserem Institut an der Weiterentwicklung der Momentenmethode gearbeitet. Als Ergebnis vieler Studien-, Diplom- und Doktorarbeiten konnte ein umfangreiches Programmpaket (CONCEPT-II) entwickelt werden, das die Lösung großer Problemstellungen auf numerischem Wege erlaubt.

Graphische Oberfläche des
CONCEPT-II-Programmpaketes.
(Bildquelle: TET, TUHH)

Graphische Oberfläche des
CONCEPT-II-Programmpaketes.
(Bildquelle: TET, TUHH)

Elektromagnetische Verträglichkeit und Antennen-Design für große Strukturen

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) befasst sich mit der unbeabsichtigten Wechselwirkung elektrischer Systeme und Komponenten. Besonders bei großen, komplexen Systemen wie z.B. Flugzeugen ist es zunehmend wichtig die EMV frühzeitig in Betracht zu ziehen. Dazu werden am Institut numerische Methoden entwickelt und Machbarkeitsstudien durchgeführt. Aktuell geschieht dies im Rahmen des EU-Forschungsprojektes "High Intensity Radiated Field Synthetic Environment", das in einem Verbund von 44 Partnern aus Industrie und Hochschule über ganz Europa arbeitet.

Stromverteilung auf einer Hornantenne berechnet mit CONCEPT-II.
(Bildquelle: TET, TUHH)

Elektromagnetische Simulation einer Patchantenne bei 2,5 GHz mit Hilfe des CONCEPT-II-Programmpaketes.
Die Antenne ist dargestellt innerhalb einer kugelförmigen Huygens-Oberfläche. (Bildquelle: TET, TUHH)

Signal-Integrität und Spannungsversorgung von digitalen Systemen

Signale mit An- und Abstiegszeiten von weniger als 100 ps und Spannungsversorgung bei 1 V und über 100 A sind heutzutage Stand der Technik in der digitalen Welt. Damit dies gewährleistet werden kann, muss das elektromagnetische Verhalten der Aufbau- und Verbindungstechnik eingehend analysiert und optimiert werden. In Kombination mit der ungeheuren Packungsdichte entstehen dadurch interessante Probleme, die neue Verfahren erfordern.

Dichtes Feld von Entkoppelkondensatoren auf einer Leiterplatte für ein schnelles digitales System.
(Bildquelle: TET, TUHH)

CAD Modell einer galvanisierten Durchkontaktierung (Via) in einer Leiterplatte für die elektromagnetische Feldsimulation.
(Bildquelle: TET, TUHH)

Mess- und Kalibrationsmethoden im Zeit- und Frequenzbereich

Neben der elektromagnetischen Berechnung von Aufbau- und Verbindungs-Strukturen für digitale Systeme spielt auch deren Messung eine zunehmend wichtige Rolle. Besonders in den letzten Jahren haben Frequenzbereichsverfahren die klassischen Zeitbereichsverfahren ergänzt. Mit einer einhergehenden Erweiterung der Anzahl verfügbarer Tore sind heutzutage Messungen eines 8- oder 12-Tors bis zu 50 GHz möglich und werden an unserem Institut durchgeführt. Dabei entstehen interessante Fragestellungen zu Mess- und Kalibrationsmethoden, die wir wissenschaftlich untersuchen.

Frequenzantwort-Analyse einer Leiterplatten-Verbindung bis zu 50 GHz. (Bildquelle: TET, TUHH)

12-Tor-Vektor-Netzwerkanalysator-Leiterplatten-Steckverbindung.
(Bildquelle: TET, TUHH)