Generierung und Untersuchung von Mikrowellenplasmen in koaxialen Leitungsresonatoren für den Aufbau eines Hochfrequenz-Zündsystems

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht ein λ /4-langer, koaxialer Leitungsresonator. Durch geeignete Leistungszufuhr kann am offenen Ende des Resonators ein Mikrowellenplasma generiert werden. Unterschiedliche Anwendungen dieser kugelförmigen Plasmaflamme sind denkbar wie z.B. Schweiß- oder Zündvorgänge. Im Vordergrund dieser Arbeit steht der Einsatz des generierten Plasmas in einem neuartigen Hochfrequenz- Zündsystem.

Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Generierung von Mikrowellenplasmen. Im Vordergrund steht dabei die Beschreibung und Optimierung des Leitungsresonators. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Mikrowellenplasmen. Ziel der Untersuchung ist die genaue Beschreibung der zeitabhängigen Vorgänge im koaxialen Leitungsresonator bei der Ausbildung von Plasma. Zur Untersuchung der zeitvarianten Impedanzen wurde ein geeignetes Messsystem entwickelt und aufgebaut.

Der letzte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Integration des Leitungsresonators in ein Hochfrequenz-Zündkonzept. Vorgestellt wir ein freischwingendes Oszillatorkonzept, bei dem der Leitungsresonator als frequenzbestimmendes Element in ein Rückkoppelsystem eingebunden ist. Aufgezeigt wird die Möglichkeit der Impedanznachführung, um die Änderung der Resonatorimpedanz bei der Plasmagenerierung zu berücksichtigen.

Die Arbeit zeigt eine Alternative zum herkömmlichen Hochspannungszündkonzept auf. Ziel ist die Konzipierung eines Leitungsresonators für den Einsatz im Brennraum unter Berücksichtigung der Rückwirkung des Plasmas auf den Resonator für die leistungsreduzierte Plasmagenerierung in einem brennstoffoptimierten Hochfrequenz-Zündkonzept von morgen.