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Allgemeines zu Antennen

Allgemeines zu Antennen

 

Was ist eine Antenne?

Eine Antenne ist ein passives mechanisches Bauteil, welches über ein Kabel zugeführte Energie als elektromagnetische Welle im Raum abstrahlt.

 

Antennengewinn

Eine Antenne kann gegenüber einer Vergleichsantenne einen Gewinn haben.
Dieser Gewinn wird dadurch erzielt, dass die Antenne die ihr zugeführte Sendeleistung in eine Richtung bündelt (ähnlich wie eine Lupe).
Dies hat zur Folge, dass die Sendeleistung, die in den anderen Richtungen abgestrahlt wird, stark abnimmt (Energieerhaltungssatz).

Als Vergleichsantenne wird meistens der Isotropenstrahler verwendet.
Dies ist eine fiktive Antenne mit idealen Eigenschaften, die ein genau kugelförmiges Feld ausstrahlt.
Der Vorteil des Isotropenstrahlers als Vergleichsantenne ist die leichte Berechenbarkeit.
In der Praxis wird auch der Halbwellendipol als Vergleichsantenne verwendet.

Der Antennengewinn ist definiert als das Verhältnis der Feldstärke dieser Antenne in Hauptstrahlrichtung gegenüber der Feldstärke der Vergleichsantenne in gleichem Abstand.
Er wird in dB angegeben. Ein nachgestellter Index gibt an, auf welche Vergleichsantenne sich der Gewinn bezieht.

dBi    - Gewinn gegenüber dem Isotropenstrahler
dBd   - Gewinn gegenüber dem Dipol

 

 

Öffnungswinkel

Der Öffnungswinkel (auch Halbwertsbreite genannt) bezeichnet den Winkel zwischen den beiden Stellen, an denen die Feldstärke gegenüber der Hauptstrahlrichtung um genau 3 dB abgefallen ist.
Die Strahlungscharakteristik einer Antenne kann man anschaulich in einem Richtdiagramm darstellen (Bild 1).
Da Antennen ein dreidimensionales Feld ausstrahlen, gibt es ein vertikales und ein horizontales Richtdiagramm.
Folglich unterscheidet man auch zwischen dem vertikalen und dem horizontalen Öffnungswinkel.


 

Bild 1: horizontales Richtdiagramm einer Yagi-Antenne

 

Da eine Antenne ihren Gewinn durch Bündelung der Sendeleistung erzielt gilt:

Je größer der Antennengewinn ist, desto kleiner wird der Öffnungswinkel!

 

 

Antennenarten

Richtantennen

Eine Richtantenne bündelt die Sendeleistung in der vertikalen und in der horizontalen Ebene.
Sie strahlt ein keulenförmiges Feld aus (Bild 2).

 


Bild 2: räumliche Darstellung des abgestrahlen Feldes einer Parabolantenne

 

Es gibt verschiedene Bauformen von Richtantennen:

  • Yagi-Antennen
  • Panel-Antennen
  • Parabolantennen

Richtantennen werden für Punk-zu-Punkt-Verbindungen eingesetzt.

 

Rundstrahlantennen (Omni-Antennen)

Eine Rundstrahlantenne bündelt die Sendeleistung nur in der vertikalen Ebene.
In der horizontalen Ebene hat sie eine Öffnungswinkel von 360 Grad (Bild 3).

 

Bild 3: Richtdiagramme einer Rundstrahlantenne

 

Rundstrahlantennen werden für Punk-zu-Multipunkt-Verbindungen eingesetzt.

Achten sie darauf, dass der vertikale Öffnungswinkel der Antenne nicht zu klein ist und somit die Antenne über die Benutzer hinweg strahlt.
Manchmal ist es besser eine Antenne mit geringerem Gewinn und größerem Öffnungswinkel zu wählen!

 

Sektorantennen

Eine Sektorantenne bündelt die Sendeleistung wie eine Richtantenne in der vertikalen und in der horizontalen Ebene.
Jedoch ist der horizontale Öffnungswinkel wesentlich größer als der vertikale Öffnungswinkel (Bild 4).

 

Bild 4: Richtdiagramme einer Sektorantenne

 


 

 

 

 


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