2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15894Die Analyse von charakteristischen Moden, die auf den grundlegenden Arbeiten von Harrington und Mautz basiert, ist ein bekanntes Verfahren zur Untersuchung und zum Entwurf von Antennen. Im Rahmen der Momentenmethode (MoM) werden die charakteristischen Moden bestimmt aus den Eigenwerten eines Gleichungssystems, das sich anhand der Systemmatrix der MoM formulieren läßt. Die resultierenden Stromverteilungen entsprechen den Eigenströmen bzw. den Eigenwerten. Die Eigenwerte zeigen an, ob die dazugehörenden Eigenstromverteilungen in erster Linie magnetische oder elektrische Energie enthalten, oder sich in Resonanz befinden und insofern bei entsprechender Anregung effektiv strahlen können. Die Eigenströme bilden einen Satz (orthogonaler) Moden, der charakteristisch für die zu untersuchende Struktur (daher der Name) und unabhängig von der Anregung ist. Beim Entwurf von Antennen erlaubt die Inspektion der Eigenstromverteilungen geeignete Orte für Generatoren und Wege zur Verbesserung der Abstrahlung zu finden. Bei der EMV-Analyse sind die Ziele entgegengesetzt: Strukturen werden auf potentielle Abstrahlung hin analysiert, um die ungewollte Emission zu reduzieren. Während des von der Alexander-von-Humboldt-Stiftung finanzierten Studienaufenthalts von Prof. Qi Wu wurde die Analyse charakteristischer Moden erfolgreich zum Antennenentwurf angewendet und zur EMV-Analyse digitaler Systeme erweitert.The Characteristic Mode Analysis (CMA) – based on the fundamental works of Harrington and Mautz – is a well-known numerical tool for antenna analysis and design. Within the numerical framework of the method of moments (MoM) the characteristic modes are found by the solution of a weighted matrix eigenvalue equation formulated with the MoM system matrix. The resulting current distributions are the eigencurrents and eigenvalues, respectively. The eigenvalues indicate if the corresponding eigencurrents may store primarily magnetic energy, or electric energy, or if they are “at resonance” and may radiate efficiently if excited. The eigencurrents constitute a set of (orthogonal) modes characteristic to the investigated structure (hence the name) and independent of any excitation. In antenna design inspection of the eigencurrents allows to identify e.g. suitable locations for generators and ways to improve radiation efficiency. In EMC analysis, the goals are opposite: analyze a potentially radiating structure and reduce its potential for emission. During the Alexander von Humboldt Fellowship of Prof. Qi Wu at TUHH CMA was applied successfully to antenna design and extended to EMC analysis of digital systems