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\begin{document}

\begin{titlepage}
\begin{figure}[h!]
	\centering
		\includegraphics[width=0.50\textwidth]{logo.jpg}
	\label{fig:logo}
\end{figure}
\par
\vspace{0.5cm}
\centering
Fakultät Mechatronik und Medizintechnik
\par
Studiengang Medizintechnik

\vspace{1.5cm}
Bericht über das praktische Studiensemester bei 
\par
\vspace{0.5cm}
\textbf{Zimmer MedizinSysteme Neu-Ulm}
\par
\vspace{1.5cm}
Im Zeitraum vom 31.08.2009 bis 19.02.2010
\par
\vspace{1.5cm}
über das Thema
\par
\vspace{0.5cm}
\textbf{Ermittlung der Strahlercharakteristik eines Mikrowellenstrahlers für das Therapiegerät ZIMMER Micro 5}
\par
\vspace{1.5cm}
vorgelegt von
\par
\vspace{0.5cm}
\textbf{Walter Müller (Matrikelnummer 44260)}
\par
\vspace{1.5cm}
aus
\par
\vspace{0.5cm}
\textbf{Neu-Ulm}
\par
\vspace{1cm}
Neu-Ulm 2010

 
\end{titlepage}
\tableofcontents
\newpage
\listoffigures
\newpage
\listof{formel}{Formelverzeichnis}
\newpage
\chapter[Material und Methoden]{Material und Methoden}
\section[Material]{Material}
\subsection[Messwertaufnehmer]{Messwertaufnehmer}

\begin{floatingfigure}{0.45\textwidth}
		\includegraphics[width=0.40\textwidth]{dipol.png}
	\caption{Faltdipolantenne mit Schottky-Diode}
	\label{Faltdipolantenne mit Schottky-Diode}
\end{floatingfigure}
Eine elektromagnetische Strahlung kann auf verschiede Art und Weise gemessen werden. In professionellen Geräten werden hierzu Antennen verwendet, deren Aufnahme isotrop ist. Der Vorteil hierbei ist, dass der Winkel der Antenne zum Feld egal ist, da drei Richtungsvektoren vektoriell addiert werden. Das zu realisieren ist jedoch sehr aufwendig und für dieses Projekt zu teuer. Des weiteren ist die Bauform einer solchen Antenne relativ groß, damit käme es zu \glqq Überlappungen\grqq der Messwerte bei den relativ engen Winkeln von 8\textdegree. Vorangegangene Versuche an der HS Ulm unter Leitung von Prof. Güttler mit einem Faltdipol als Sensor brachten bereits brauchbare Ergebnisse in einer Ebene des Strahlerfeldes [S1]. Daher wurde ein Faltdipol gewählt, an dem das 2,45GHz Wechselsignal direkt mittels einer schnellen Schottky-Diode gleichgerichtet wird (Abbildung \ref{Faltdipolantenne mit Schottky-Diode}). Wie oben erwähnt ist der kleinste Abstand zwischen Strahler und Messwertaufnehmer \SI{32.50}{\centi\metre}. Somit befinden wir uns im Fernfeld der Quelle:


\vspace{-7mm}
\begin{formel}
\[\mathrm{r_{fern}\ge\lambda=\SI{12.23}{\centi\metre}\le r_{325} = \SI{32.50}{\centi\metre}}\]
\vspace{-7mm}
\[\mathrm{r_{nah}\le 0{,}1 \cdot \lambda}\]
\vspace{-3mm}
\label{Nachweis des Fernfeldes}
\caption{Nachweis des Fernfeldes}
\vspace{-3mm}
\end{formel}

Im Bereich zwischen $0,1 \cdot \lambda$ und $\lambda$ ist ein Übergangsfeld. Wäre dem nicht so, könnten wir den Faltdipol nicht einsetzen. Als Draht wurde ein Silberdraht mit \SI{0.75}{\milli\metre} Durchmesser gewählt, der dementsprechend gebogen wurde. 

Unter Kapitel 3.1.1 bereits berechnet, arbeitet die Micro 5 mit einer Wellenlänge von 

Daraus resultiert eine Dipollänge (= Drahtlänge) von \SI{12.23}{\centi\metre} . Beim Faltdipol wird diese Gesamtlänge entsprechend halbiert, womit man auf eine Dipollänge von 
 
kommt. Auf Einrechnen eines Verkürzungsfaktors für den Draht wurde verzichtet.
Eine Diode für solch eine Messung muss verschiedene Eigenschaften haben. Die wichtigste hierbei ist wohl ihre Geschwindigkeit, woraus das Kriterium der geringen Sperrschichtkapazität resultiert. Eine ideale Diode sollte eine minimale Flussspan-nung, eine minimale Sperrschichtkapazität und eine maximale Durchbruchspannung haben. Bei Dioden mit sehr kleiner Flussspannung und sehr kleiner Sperrschichtkapazität $(<\SI{100}{\milli\volt}{;} <\SI{1}{\pico\farad})$ sind die Durchbruchspannungen viel zu klein für diese Anwendung $(U_\text{Br}\approx \SI{2}{\volt} \ll U_\text{mess{,}max}\approx \SI{15}{\volt})$. Ferner muss die Diode in einem sehr hohen Frequenzbereich arbeiten können. Die Recovery-Time darf nicht größer sein als der Kehrwert der Frequenz: 
Bei 2,45GHz bedeutet das demnach
 
 
Aufgrund der obengenannten Kriterien wurde als Kompromiss der drei Leistungs-merkmale eine Schottky-Diode des Typs 1N5711 aus dem Hause ST gewählt. Bei Schottky - Dioden gibt es keinen P-N-Übergang sondern einen Metall-Halbleiter-Übergang. Die technischen Daten der oben genannten Diode von ST sind hierbei
 
Weitere technische Informationen der Diode sind im Datenblatt unter Anhang 3 einzusehen. 

\end{document}

\usepackage[automark]{scrpage2}
\pagestyle{scrheadings}

\renewcommand{\chapterpagestyle}{scrheadings}