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Applications of photonic bandgap structures with arbitrary surface impedance to Luneburg lenses for automotive radar [Elektronische Ressource] / Young-Jin Park

164 pages
ForschungsberichteausIHE dem Institutfür Höchstfrequenztechnikund ElektronikderUniversität KarlsruheHerausgeber:Prof. Dr.-Ing. W. WiesbeckYoung-Jin ParkApplications of Photonic BandgapStructures with Arbitrary SurfaceImpedance to Luneburg Lensesfor Automotive RadarBand 33Copyright: Institut fur¨ Hochstfrequenztechnik¨ und Elektronik (IHE)¨Universitat Karlsruhe (TH), 2002alle Rechte vorbehaltenDruck: Druckerei Gunter Dunnbier¨ , 02779 Großschonau,¨Tel. 035841-36757ISSN: 0942-2935Institut fur¨ Hoc¨ hstfrequenztechnik und Elektronikder Universitat¨ Karlsruhe (TH)ForewordAntennas in the millimeter wave range require a number of different considerations andexhibit constraints which we do not face at lower frequencies, for example in the mobilecommunication bands. The most severe problems are introduced by the increasedlosses and the thereby reduced efficiencies. Another problem is that millimeter waveantennas, especially if they require higher gain, are more conveniently consideredwith ray optical techniques. The usually most stringent problems are the involved costbecause of the special materials and the high absolute precision. This, all together,leads to the task to avoid in millimeter waves antennas any dielectric materials, toreduce surface currents as much as possible and to develop a mechanical design thatcan be reproduced by casting and if required metallization of dielectric parts.Dr.
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Forschungsberichte
aus
IHE dem Institut
für Höchstfrequenztechnik
und Elektronik
der
Universität Karlsruhe
Herausgeber:
Prof. Dr.-Ing. W. Wiesbeck
Young-Jin Park
Applications of Photonic Bandgap
Structures with Arbitrary Surface
Impedance to Luneburg Lenses
for Automotive Radar
Band 33Copyright: Institut fur¨ Hochstfrequenztechnik¨ und Elektronik (IHE)
¨Universitat Karlsruhe (TH), 2002
alle Rechte vorbehalten
Druck: Druckerei Gunter Dunnbier¨ , 02779 Großschonau,¨
Tel. 035841-36757
ISSN: 0942-2935Institut fur¨ Hoc¨ hstfrequenztechnik und Elektronik
der Universitat¨ Karlsruhe (TH)
Foreword
Antennas in the millimeter wave range require a number of different considerations and
exhibit constraints which we do not face at lower frequencies, for example in the mobile
communication bands. The most severe problems are introduced by the increased
losses and the thereby reduced efficiencies. Another problem is that millimeter wave
antennas, especially if they require higher gain, are more conveniently considered
with ray optical techniques. The usually most stringent problems are the involved cost
because of the special materials and the high absolute precision. This, all together,
leads to the task to avoid in millimeter waves antennas any dielectric materials, to
reduce surface currents as much as possible and to develop a mechanical design that
can be reproduced by casting and if required metallization of dielectric parts.
Dr. Park was able to handle these multiple problems in his PhD thesis extremely
well. He uses a planar parallel-plate Luneburg Lens without any dielectric material.
The wave propagation speed is influenced by quasi photonic bandgap structures, so
called nail beds. These are shaped in a proper way to generate plane waves from
cylindrical or spherical input waves. The design procedures are highly sophisticated
but the final product is mass producable with specific casting procedures. The
electrical parameters, for example beamforming, side lobes, losses and so on surpass
anything presently available at millimeter waves. The antenna is applicable for multiple
beams for example in automotive cruise control radars or for point to multi point
communications.
I wish that the results of this thesis are wide spread in our community and that the
ideas are realized in industrial products. We wish Dr. Park, who has been at our
Institute as guest scientist from Korea, the best for his future carrier.
Prof. Dr.-Ing. Werner Wiesbeck
- Institutsleiter -Institut fur¨ Hoc¨ hstfrequenztechnik und Elektronik
der Universitat¨ Karlsruhe (TH)
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Werner Wiesbeck
¨Band 1 Daniel Kahny
Modellierung und meßtechnische Verifikation polarimetrischer, mono-
und bistatischer Radarsignaturen und deren Klassifizierung
Band 2 Eberhardt Heidrich
Theoretische und experimentelle Charakterisierung der polarimet-
rischen Strahlungs- und Streueigenschaften von Antennen
Band 3 Thomas Kur¨ ner
Charakterisierung digitaler Funksysteme mit einem breitbandigen
Wellenausbreitungsmodell
Band 4 Jurgen¨ Kehrbeck
Mikrowellen-Doppler-Sensor zur Geschwindigkeits- und Wegmessung
- System-Modellierung und Verifikation
Band 5 Christian Bornkessel
Analyse und Optimierung der elektrodynamischen Eigenschaften von
EMV-Absorberkammern durch numerische Feldberechnung
Band 6 Rainer Speck
Hochempfindliche Impedanzmessungen an Supraleiter / Festelektrolyt-
Kontakten
Band 7 Edward Pillai
Derivation of Equivalent Circuits for Multilayer PCB and Chip Package
Discontinuities Using Full Wave Models
Band 8 Dieter J. Cichon
Strahlenoptische Modellierung der Wellenausbreitung in urbanen
Mikro- und Pikofunkzellen
Band 9 Gerd Gottwald
Numerische Analyse konformer Streifenleitungsantennen in mehrla-
gigen Zylindern mittels der Spektralbereichsmethode
Band 10 Norbert Geng
Modellierung der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in Funk-
systemen durch Losung¨ der parabolischen Approximation der Helm-
holtz-GleichungInstitut fur¨ Hoc¨ hstfrequenztechnik und Elektronik
der Universitat¨ Karlsruhe (TH)
Band 11 Torsten C. Becker
Verfahren und Kriterien zur Planung von Gleichwellennetzen fur¨ den
Digitalen Horrundfunk¨ DAB (Digital Audio Broadcasting)
Band 12 Friedhelm Rostan
Dual polarisierte Microstrip-Patch-Arrays fur¨ zukunftig¨ e satel-
litengestutzte¨ SAR-Systeme
Band 13 Marcus Demmler
Vektorkorrigiertes Großsignal-Meßsystem zur nichtlinearen Charakter-
isierung von Mikrowellentransistoren
Band 14 Andreas Froese
Elektrochemisches Phasengrenzverhalten von Supraleitern
Band 15 Jurgen¨ v. Hagen
Wide Band Electromagnetic Aperture Coupling to a Cavity: An Integral
Representation Based Model
Band 16 Ralf Potzschk¨ e
Nanostrukturierung von Festkorperfl¨ ac¨ hen durch elektrochemische
Metallphasenbildung
Band 17 Jean Parlebas
Numerische Berechnung mehrlagiger dualer planarer Antennen mit ko-
planarer Speisung
Band 18 Frank Demmerle
Bikonische Antenne mit mehrmodiger Anregung fur¨ den r aumlic¨ hen
Mehrfachzugriff (SDMA)
Band 19 Eckard Steiger
Modellierung der Ausbreitung in extrakorporalen Therapien eingeset-
zter Ultraschallimpulse hoher Intensitat¨
Band 20 Frederik Kuchen¨
Auf Wellenausbreitungsmodellen basierende Planung terrestrischer
COFDM-Gleichwellennetze fur¨ den mobilen Empfang
Band 21 Klaus Schmitt
Dreidimensionale, interferometrische Radarverfahren im Nahbereich
und ihre meßtechnische VerifikationInstitut fur¨ Hoc¨ hstfrequenztechnik und Elektronik
der Universitat¨ Karlsruhe (TH)
Band 22 Frederik Kuchen,¨ Torsten C. Becker, Werner Wiesbeck
Grundlagen und Anwendungen von Planungswerkzeugen fur¨ den di-
gitalen terrestrischen Rundfunk
Band 23 Thomas Zwick
Die Modellierung von richtungsaufgelosten¨ Mehrwegegebaudefunk-¨
kanalen¨ durch markierte Poisson-Prozesse
Band 24 Dirk Didascalou
Ray-Optical Wave Propagation Modelling in Arbitrarily Shaped Tunnels
Band 25 Hans Rudolf
Increase of Information by Polarimetric Radar Systems
Band 26 Martin Dottling¨
Strahlenoptisches Wellenausbreitungsmodell und Systemstudien fur¨
den Satellitenmobilfunk
Band 27 Jens Haala
Analyse von Mikrowellenheizprozessen mittels selbstkonsistenter fi-
niter Integrationsverfahren
Band 28 Eberhard Gschwendtner
Breitbandige Multifunktionsantennen fur¨ den konformen Einbau in
Kraftfahrzeuge
Band 29 Dietmar Loffler¨
Breitbandige, zylinderkonforme Streifenleitungsantennen fur¨ den Ein-
satz in Kommunikation und Sensorik
Band 30 Xuemin Huang
Automatic Cell Planning for Mobile Network Design: Optimization Mod-
els and Algorithms
Band 31 Martin Fritzsche
Anwendung von Verfahren der Mustererkennung zur Detektion von
Landminen mit Georadaren
Band 32 Siegfied Ginter
Selbstkonsistente Modellierung der Erhitzung von biologischem
Gewebe durch hochintensiven UltraschallInstitut fur¨ Hoc¨ hstfrequenztechnik und Elektronik
der Universitat¨ Karlsruhe (TH)
Band 33 Young-Jin Park
Applications of Photonic Bandgap Structures with Arbitrary Surface
Impedance to Luneburg Lenses for Automotive Radar
Band 34 Alexander Herschlein
Entwicklung numerischer Verfahren zur Feldberechnung konformer
Antennen auf Oberflac¨ hen hoherer¨ Ordnungyf
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