Antennentechnik

Gruppenantennentechnik

Die Antenne ist eine technische Vorrichtung zum Abstrahlen und Empfangen von elektromagnetischen Wellen, oft zur drahtlosen Kommunikation. Die Antennentechnik Eine Antenne dient zum Empfangen oder Senden von elektromagnetischen Wellen. mw-headline" id="Geschichte">Geschichte[Bearbeiten | < Quelltext bearbeiten] Ein Antennensystem ist eine Technik zum Abstrahlen und Empfangen von elektromagnetischen Feldern, oft zur kabellosen Übertragung. Die Umwandlung des Wellenwiderstands der Linie durch die Antennenstellung in den Wellenwiderstand aus dem Vakuum ist dafür unerlässlich. Arrangements für Schwingungen unterhalb der Schumann-Resonanzen von etwa 16 Hertz können aufgrund der großen Wellenlängen auf der Erdkugel keine Freiraumwellen auslösen.

Der Größenbereich bewegt sich in der Grössenordnung der Hälfte der Wellenlänge, eines Vielfachen für kurze und eines Bruchteils für sehr lange Wellenlängen und erstreckt sich von mehreren hundert Meter für den längsten Wellenlängenbereich unter 10kHz bis hinunter zu Millimeterbrüchen für den höchsten Frequenzbereich über 1ftHz. Die aus gespannten Kabeln gefertigten Antennensysteme gehen auf den Diplomphysiker Heinrich Hertz zurück, der mit seinen Experimenten die Theorievorhersagen des Diplomphysikers James Clerk Maxwell aus dem Jahr 1865 testen wollte.

3 Die eingesetzte Wellenlängen liegen bei etwa 2 Metern im VHF-Bereich. Weil es zunächst keine Detektionsgeräte für solche hohen Töne gab, wurden die folgenden Experimente von anderen Experimenten mit Elektromagnetwellen mit deutlich längerer Wellenlängenlage durchgeführt. Der Wellenlängenbereich - voraussichtlich einige 100 Meter - ist kaum bestimmbar, weshalb die Fragestellung, ob die eingesetzten Antennensysteme auf Eigenresonanz getrimmt wurden, nicht notwendig ist.

1901 war Marconi der erste, der den Atlantik von Irland nach Neufundland mit einer 100 Meter hohen Drache brückt. Mit dem Ersten Weltkrieg 1914 begann die eigentliche Antennentechnik. Es wurden erste Einzelbildantennen als Receiver verwendet, um 1920 folgen Antennenanordnungen (siehe unten), später Hornkörper strahler und parabolische Scheiben. Generell können Antennensysteme als Kopplungselemente zwischen leitfähigen und ungeleiteten Elektromagnetwellen verstanden werden, d.h. als Konverter zwischen leitfähigen und freien Raumwellen.

Bei einer (!) räumlichen Transformation im nahen Bereich, bei der die Richtung der Halbbilder (innerhalb der Ausbreitungsgeschwindigkeit) rotiert wird, bildet sich die aufgelöste Wellenfront eine elektromagnetische Strahlung im fernen Bereich. Die Antennen erzeugen immer sowohl ein elektrisches als auch ein magnetisches Feld. Das Diagramm veranschaulicht am Beispiel einer Resonanzdipolantenne, wie durch Raumausdehnung (Entfaltung der Stangen oder Generierung der räumlichen Transformation durch 90 Drehung des Elektrofeldes ) eine aus einem Resonanzkreis aus Kapazität und Wendel (Start der Animation) bestehende Antennengruppe gebildet wird:

Während die Stromschienen jeweils 90 nach aussen um ±90° verdreht sind und zwischen den Stangen ein elektrisches Magnetfeld wirkt (blau eingezeichnet), wirkt ein Magnetfeld entlang der Stromschienen (rot eingezeichnet als Kreis). Bei resonanter Anregung der Antennen entstehen geschlossen gelagerte Stromlinien; das wechselnde Elektrofeld generiert zugeordnete Magnetfeldlinien, das wechselnde Magnetfeld generiert zugeordnete Elektrofeldlinien.

In der Nähe der Antennen entsteht ein Blindflugfeld, d.h. die Fortpflanzung der Flugzeuge erfolgt von der Lichtquelle weg und wieder zurück. Durch die Umkehrung der Ausrichtung der Feldvektoren geht die Ankopplung an die Randantenne verloren. Durch die Umkehrung werden die Halbbilder abgewiesen und können nicht mehr zur Sendeantenne zurückkehren.

Ausserhalb des "Informationsdurchmessers" (Fernfeld) gibt es keine Ankopplung an die Antenna mehr, da die Geschwindigkeit des Lichts für die Informationsübertragung nicht überbrückt werden kann. Auf diese beiden Basiselemente können alle anderen Antennengestalten zurückgeführt werden. Raumbezogen können Antennengestalten durch ihre Strahllänge in Vielfachen oder Brüchen der Wellenlängen ? (griechischer Buchstabe Lambda ) unterschieden werden: Die erste Gruppe umfasst den elementaren Strahler und die gekürzten Antennennens.

Die dritte Gruppe ohne Spiegelungen oder Eigenresonanzen (aperiodische Antennen) umfasst die meisten breitbandigen Wellenlängen, die Horn- und alle geschlossenen Wellenlängen (Raute), große Wendelantennen usw. Die dritte Gruppe mit Spiegelungen oder Eigenresonanzen (aperiodische Antennen) umfasst folgende Punkte Eigenresonanzen (periodische Antennen) umfassen die Richtantennen (mit Reflexen von Regisseur oder Reflektor), die Array-Antennen, die Rückzündungsantenne, die V-Antenne ("Raute ohne Terminierung"), die logarithmisch-periodische Antenne, usw. Gemäß den oben genannten Grundelementen gibt es:

Antennensysteme, die in erster Linie Magnetfelder generieren, d.h. in Mini-Schleifen zerlegt werden können, z.B. eine Stromschleife (Magnetdipol). Allerdings sind die Halbbilder im nahen Bereich zwischen den beiden Antennetypen wechselseitig austauschbar (Babinet-Prinzip): und bei einem Magnetdipol verhalten sich die Elektrofelder wie das Magnetfeld eines Elektrodipols (Felder vertauscht).

Antennens, die wesentlich kleiner als ein Dezehntel der Wellenlängen sind, haben prinzipiell die gleiche Feldkopplung an den Wohnraum wie die größeren Antennensysteme mit ?/2, aber in der Praxis sind die Einbußen bei den ersten höher. Antennens sind prinzipiell wechselseitig, d.h. sie können sowohl zum Aussenden als auch zum Empfang mit den selben Charakteristika eingesetzt werden.

Damit können einige für das Senden von Antennen übliche Bezeichnungen, wie z.B. die "Beleuchtung" oder der "Überstrahlungsfaktor" von Reflexionsfeldern, auch für reines Empfangsmaterial verwendet werden, da sie einen ähnlichen Einfluß auf den Empfängerfall (wie in diesem Beispiel auf die wirksame Antennenwirkungsfläche der Antenne) haben. Daher wird das Aktivteil einer Antenna, egal ob als Sende- oder Empfangsantenne, als "Strahler" bezeichnet.

Tatsächlich wird die Übertragungsleistung einer Antenna durch den Nahbesprechungseffekt (Extremfall: Funkenüberschläge) und durch Nichtlinearitäten der Hilfsorgane (Ferrite, Resonanzbahnen) eingeschränkt. Bestimmte Antennensysteme tolerieren nur eine geringe oder gar keine Übertragungsleistung (z.B. bei aktiven Empfangsantennen). Ein für den Empfangsbetrieb ausgelegter Empfänger kann zerstört werden, wenn er die hohe elektrische Leistung eines Senders abgibt.

Gegenseitigkeit scheint dadurch widerlegt zu sein, dass unter etwa 30 MHz die Effizienz der Empfängerantenne weniger bedeutend ist als die der Senderantenne. Ursachen sind die Lärmtemperatur der Luft und Störeinflüsse durch Elektrogeräte und Unwetter. Bei tiefen Tönen dominiert diese das Selbstrauschen der Verstärker auch bei sehr schlechten Empfang-Antennen.

Große Empfängerantennen haben aufgrund ihrer Richtcharakteristik, mit der sie Interferenzen aus anderen Himmelsrichtungen unterdrücken, einen Vorteil. Das typische Beispiel einer reinen Empfängerantenne mit sehr niedrigem Effizienz ist die Getränkeantenne. Antennensysteme zeichnen sich durch unterschiedliche Rahmenbedingungen und Bezeichnungen aus. Antennensysteme senden Polarisationswellen aus. In der vertikalen Polarisierung oszilliert der Vektor des elektrischen Feldes zwischen oben und unten, in der horizontalen Polarisierung zwischen oben und unten. In der horizontalen Polarisierung zwischen oben und oben.

Dadurch werden Veränderungen der Polarisierungsebene wie bei drehenden Satellitensystemen verhindert, da der Vektor des elektrischen Feldes nicht in einer Richtung oszilliert, sondern sich dreht. Als gemeinsame Antennen zur Generierung von zirkulär polarisierten Frequenzen dient die Spiralantenne. Lässt die Reaktanz jX einer Antennensonde bei Eigenresonanz nach, wird der Basiswiderstand (oder Eingangswiderstand) einer Antennensonde reell bewertet und resultiert mathematisch aus der gelieferten Energie P und dem an den Klemmen messbaren I.

Je nach verwendetem Kabeltyp werden Antennensysteme mit dem am besten geeigneten Basiswiderstand verwendet. Deshalb sind die Antennensysteme in der Konsumelektronik (z.B. für den Empfang von terrestrischem Fernsehen) auf eine Eingangsimpedanz von 75 ? ausgerichtet. Mobilfunkantennen haben Basiswiderstände von ca. 50 ? und darunter. Zur Anpassung des Basiswiderstands der Antenna an die Kabelimpedanz und damit des Stehwellenverhältnisses so nah wie möglich an 1 werden Impedanzumrichter oder Resonanzwandler verwendet.

Die Strahlungsbeständigkeit Rs{\displaystyle R_{\mathrm {s} }}} einer Antenna ist eine Grösse, die das Verhältnis zwischen dem Antennestrom I an den Terminals und der ausgestrahlten Energie P¯{\displaystyle {\overline {P}}}} bezeichnet. Die Strahlungswiderstände sind der bedeutendste Parameter einer solchen Anlage, da sie unmittelbar proportional zur Strahlleistung, d.h. der zum Ausstrahlen verwendeten Menge sind.

Der Begriff Strahlenwiderstand beschreibt die Menge des induzierten Wirbelstroms (in Form von Wind oder Vakuum) in einem Wohnraum, d.h. zwischen den Linien. Der Dipol ?/2, der nicht von seiner Umwelt beeinflußt wird, hat eine Eingangsimpedanz von 73,2 ? auf seiner Eigenfrequenz. Auch die einer Antennenspeisung zuführende Leistung sollte im idealen Fall bei genauer Abstimmung komplett abgetastet werden.

Die Strahlungsleistung im Vergleich zur angelegten Effektivleistung wird berechnet als der Effizienz einer Radarantenne ?A{\displaystyle \eta _{\mathrm {A} }}}: Unkoordinierte Langleiterantennen erzielen in den seltensten Fällen einen Effizienzgewinn von mehr als 1 vH. Die Effizienz ist auch davon abhängig, wie sich ein ungestörtes Weitfeld entwickeln kann: Bei Horizontal- und Vertikalantennen tritt die kugelförmige Welle kaum in den Boden ein und wird durch Bodenverluste leicht verringert.

Unterhalb von 30 Hz entstehen kugelförmige Wellen mit großen Wellenlängen, was zu riesigen Antennenkonstrukten führen kann. Bei tiefen Tönen steigen die Bodenverluste immer mehr an, der Effizienz der Antennensysteme sinkt immer mehr, immer mehr Übertragungsleistungen werden zum Ausgleich der Verlusten gebraucht. Leitfähige Strukturen in der Nähe der Mobilfunkantenne (geerdete Stromleitungen, Blitzschutzskelette in Gebäuden) sind schwierig zu umgehen und energieabfangen.

Horizontalantennen haben im gleichen Bodenabstand höhere Bodenverluste als Vertikalantennen. Der Bodenabstand ist gleich groß. Damit mit einer konventionellen Richtantenne bei 5 kHz die gleiche abgestrahlte Leistung wie bei 50 kHz erzeugt wird, ist ein Mehrfaches der Übertragungsleistung erforderlich. Senkrechtantennen benötigen ein gut leitfähiges Bodennetz, um eine effektive Abstrahlung zu gewährleisten, daher werden Langwellensender entlang von Flüssen und Sümpfen eingesetzt.

Für horizontale Antennensysteme mit kleinem Bodenabstand (h < 3/4 ?) wird der Strahlenwiderstand durch den Wirbelstrom des Bodenbereichs verringert. Bei Vertikalantennen ist der Effizienz (das VerhÃ?ltnis von Strahlungsleistung zu Eingangsleistung) besser. Mit Horizontalantennen werden höhere Entfernungen erzielt. Es gibt keine gleichmäßige Ausstrahlung der einzelnen Gruppen. Die Antennenverstärkung G im Nennwert nutzt die eingespeiste Übertragungsleistung dividiert durch den gesamten Öffnungswinkel anstelle der durchschnittlichen Strahlintensität (4?).

Dabei wird auch die Effizienz der Antennensysteme berücksichtigt: G=?A?D{\displaystyle G=\eta _{\mathrm {A} Weil es leichter ist, den Energieeintrag als die Strahlintensität in alle Himmelsrichtungen zu erfassen, wird in der Regel nur der Antenneneffekt erfasst und in den Merkblättern der kommerziellen Antennensysteme erwähnt. Da jedoch verschiedene Referenzantennen verwendet werden können, wird der Antenneneffekt entweder in dBd (Referenz: Dipolantenne) oder dBi (Referenz: isotroper Strahler) angezeigt.

Die Antennengrafik einer solchen ist eine grafische Darstellung der Winkelstellung der Strahlung oder der Empfindlichkeit des Empfangs für eine gewisse Häufigkeit und Polarisierung. Ein verallgemeinerter Aufbau des Antennendarstellung wird auch als Richtungscharakteristik bezeichne. Dabei werden die in der Anwendung ermittelten starken und rissigen Antennendarstellungen einer geometrisch oder rein rechnerisch gerechneten Basisform angeglichen (z.B. eine Achtcharakteristik für den Achsdipol oder die Cosecant²-Charakteristik einer Radarantenne).

Vgl. auch: Die effektive Fläche ist per definitionem proportional zur Verstärkung G: Der Antennenfaktor AF einer als Empfangsantenne eingesetzten Antenna ist das Quotient aus der elektrischen Feldstärke zu der im Wesentlichen frequenzabhängigen Ausgabespannung U der Antenne: Er wird auch als Umrechnungsfaktor bezeichnet. In der Regel handelt es sich um eine hochfrequente Empfangsantenne. Sie korrespondiert mit dem Reziprokwert der (effektiven) Antennelänge oder -höhe, hat die Maßeinheit 1/m und ist stark mit der Absorberfläche (Wirkfläche) verbunden.

Normalerweise wird der Antennenfaktor logarithmisch in dB gegeben, AF[dB(1/m)]=20log(|E||||U|logm){\displaystyle \mathrm {AF[dB(1/m)]} =20\log \left({\frac {|E|}{|U||}}}}}\cdot \mathrm {1m} \right)}. Aus nächster Nähe generiert der Elektro- oder Magnetdipol eine Bildverteilung, bei der ein großer Teil der erzeugten Leistung immer wieder in die Antennen einfällt. Es ist nicht möglich, eine klare Unterscheidung vom nahen Bereich vorzunehmen. Damit sich die Wellen unabhängig voneinander bewegen können, ist es erforderlich, dass die Phasensprung zwischen dem elektrischen und dem Magnetfeld wegfällt, während sie 90 in der Nähe der Antenna liegt.

Mit Hilfe der Phasen kann der Nahbereich, der Fern- und der Transitionsbereich definiert werden. Das ( (Eingangs-)Spektrum einer Resonanzantenne (Schmalbandantenne) ist abhängig von ihrem Lastwiderstand, d.h. bei einer Phasendrehung von 45 nimmt die Qualität (Dämpfung) der gesamten Resonanzstruktur ab. Echt breitbandige Antennensysteme sind nicht resonanzfähig und durch spezielle Designmaßnahmen halten ihre elektronischen Kennwerte in einem breiten Funkbereich fast unverändert (Beispiele sind Bikonenantennen, Wendelantennen und LPA).

Die logarithmisch- periodische Antennen (LPA) würden den einzelnen Strahler resonieren lassen, aber das Breitband würde sich aus der Interaktion mit den benachbarten Elementen ergeben. Der Höhenunterschied der Antennen über dem Boden ist ausschlaggebend für die Freisetzungseigenschaften der Kugelwellen (?/2 Sender im Beispiel für angenommene Höhendaten) vom Boden. Der Höhenunterschied ist > 2 ? fast nicht mehr vorhanden (siehe unten).

Für die Abstrahlcharakteristik ist die Antennenhöhe über dem Boden wichtig, insbesondere bei Funkfrequenzen < 30 MHz. Die Auflistung der Antennentypen und -ausführungen finden Sie in der Rubrik Antennenausführungen. Bei der Größe einer Antenna ist immer die halbe Wellenlängenzahl zu berücksichtigen. Bei Antennen, die wesentlich kleiner als ein Vierteldurchmesser sind, wird ihre Strahlungsbeständigkeit sehr niedrig, weshalb ihr Effizienz niedrig ist.

Mit zunehmender Größe einer Zelle im Verhältnis zur Hälfte der Wellenlängen wird ihr Abstrahlverhalten immer komplizierter, da mehrere Reflexionen auftreten und sich überschneiden. Der Bau der grössten Antennensysteme erfolgte Ende des neunzehnten und zu Beginn des zwanzigsten Jahrhundert, als nur Langwellensender für die Fernfunkübertragung verwendet wurden. Der Aufbau von Antennendesigns kann nach vielen Merkmalen eingeteilt werden.

Sie wird in der Regel nach der Antennengeometrie durchgeführt, kann aber auch andere Parameter (z.B. Bandbreite, Richtwirkung, Betriebsfrequenz) abdecken. Die elektromagnetischen Wave sind Querwellen und erfordern daher aufgrund ihrer Polung als Feldquelle einen (!) Dipol (elektrisch oder magnetisch). Wenn die Abmessungen der Antennenträger im Verhältnis zur Hälfte der Wellenlängen gering sind, verhalten sich die Antennenstromverteilungen vereinfachend lineal.

Wenn die Abmessungen der Antennerkonstruktionen im Verhältnis zur Hälfte der Wellenlängen groß sind, wird die Verteilung des Antennenstroms nicht-linear, es werden Modi erzeugt und die Antennens ysteme werden Gebietsantennen genannt. Weitere Aufteilung der Antennen: Bereichsstrahler (siehe unten) (Bereichsantennen): Array-Antennen (siehe unten) setzen sich aus vielen miteinander verbundenen ähnlichen Antennensystemen zusammen. Je nach Anwendungsfall oder Befestigungsart können die einzelnen Antennensysteme auch unterteilt werden:

Antennensysteme für mobile Endgeräte (Handfunkgeräte, Sprechfunkgeräte, Handys, Smartphones). Die Bezeichnung Linearantennen bezieht sich auf solche mit einer linearen Stromaufteilung in der Antennestruktur. Tatsächlich ist die Leitung, die nicht in einer geraden Bahn laufen muss, als elektrische Leitung eines Metalldrahtes oder -stabes ausgebildet, der kleiner als die Wellenlängen ist.

Linearantennen umfassen alle Arten von Langleiterantennen sowie Dipolantennen und Klappdipole. In der Regel ist die Linearantenne eine der häufigsten Arten von Strahlern. Die Ströme entlang der Antennstäbe oder -drähte sind bei einer Länge unter ?/5 fast linienförmig, bei einer Länge darüber sinusförmig aufgeteilt. Aktuelle Knoten (I_=0{\displaystyle {\underline {I}}}=0}) und Spannungsimpulse (U_=U^{\displaystyle {\underline {U}}}={\hat {U}}}) kommen an den Endpunkten (und bei größeren Antennensystemen im Halbwellenlängenintervall) vor.

In der experimentellen Forschung ist die Sinusstromverteilung an Dipolantennenstäben gut belegt, kann aber nicht für die Eingangswiderstandsberechnung einer Antenna verwendet werden, da Fluss und Spannungsverlauf nicht um 90 Grad verschoben sind. Allerdings sollte die Scheinwiderstandsfähigkeit einer Antenna an der Einspeisestelle keine Reaktanzkomponente haben, es ist idealerweise der gleichwertige Serien- oder Parallel-Widerstand, der durch die ausgestrahlte Wirkenergie und - in geringerem Umfang - durch die Antenneverluste verursacht wird.

Der Fußpunktwiderstand einer Antenna ist daher ein reiner Ohm'scher Widerstandswert, er sollte gleich dem Leitungswiderstand (Wellenwiderstand) der Speiseleitung sein. Wenn die Impedanz des Antennenfußpunktes im Real- oder Phantasieteil davon abweicht, müssen Anpassungselemente (Spulen, Symmetrien, ? Elemente, Anpassungsübertrager) verwendet werden. Für lineare Antennensysteme ist die Baulänge in Bezug auf die Wellenlängen ? entscheidend.

Auch die Aufteilung der aktuellen Maxima entlang der abstrahlenden Elemente einer rotationssymmetrischen, länglichen Antenne ist gleichfalls rotationssymmetrisch und fest. Sie ist nur halb so lang wie ?. An der Einspeisestelle ist sie getrennt; es gibt ein Strom- und ein Spannungsmaximum, die Scheinimpedanz ist 73,2 ?. Diese Impedanzwandlung (ein ?/4 Transformator auf jeder Seite) verdreifacht die Eingangsimpedanz des Faltdipols auf etwa 240-300 Ohm. Hierdurch wird die Eingangsimpedanz des Faltdipols auf etwa 240-300 0hm erhöht.

Die Vorteile des Falt-Dipols liegen in der möglichen geerdeten Anbindung an den Antennenhalter sowie in der früheren Nutzbarkeit kostengünstiger asymmetrischer Zuleitungen, der so genannten Bandleitungen. Breitbandiger ist der Oberflächendipol, der auch eine der Linearantennen ist. Dieses Design wird als Ring-Dipol bezeichnet. In diesem Fall wird es als Ring-Dipol verwendet. Die Viertelwellenantenne, auch Monopol- oder Grundplattenantenne genannt, erzeugt einen gespiegelten Halbwellen-Dipol, wodurch nur ein Abzweig des Halbwellen-Dipols als Antennstab erforderlich ist.

Eine (!) (elektrisch messbare) Reflexion des Antennenstabs wird durch Induktionsströme durch eine gut leitende Fläche oder durch mehrere vorstehende Stangen im Antennenbasispunkt erzeugt. Der Viertelwellen-Dipol wird als Antennen für Funkgeräte und andere tragbare Vorrichtungen, z.B. in Fahrzeugen, eingesetzt. Es ist der kleinstmögliche optimierte Elektrostrahler, wenn eine gute Spiegeloberfläche vorhanden ist.

An der Einspeisestelle in der mittleren befindet sich ein Stromnetzknoten und ein Spannungsmaximum in Phasenlage, so dass die Scheinimpedanz hoch ist (> 1 k?). Ähnlich wie beim Viertelwellen-Dipol wird die Scheinimpedanz halbiert, wenn die Unterseite durch das spiegelbildliche Abbild der Oberseite auf einer leitfähigen Oberfläche entsteht. Ein gemeinsamer Antennenwiderstand von 240 ? wird auch dadurch erzeugt, dass vier Vollwellenstrahler parallel in einer Array-Antenne geschaltet werden.

Bei einer linearen elektrischen Antenna, die kleiner als ?/4 ist, weist die Fußpunkt-Impedanz eine Kapazitätskomponente auf, die zur Justierung ausgeglichen werden muss. Dies kann durch Einsetzen einer Serieninduktivität (Erweiterungsspule) in der Nähe des Einspeisepunktes, einer Spule in Parallelschaltung zur Einspeisung oder einer Deckenkapazität am Antennende erreicht werden. Erweiterungsspulenkonstruktionen erzielen eine verbesserte Stromaufteilung und einen höheren Effizienzgewinn als Dachkapazitätskonstruktionen.

Ein typischer Antennentyp mit Überdachung ist die Dachantenne A. Beispielhaft für den Einsatz von Antennensystemen mit Erweiterungsspulen sind die so genannten Gummiwurstantennen auf Funkgeräten, CB-Funkantennen mit einer Länge von < 3 Metern und nahezu alle Antennensysteme in Funkfernbedienungen unterhalb des 433 MHz ISM-Bandes ( ?/4 = 18 cm). Bei einem Frequenzbereich unter etwa 100 MHZ ist der Effizienz einer solchen Sendeantenne nur bei Sendern wirklich von Bedeutung.

Für Antennensysteme ohne starken Richtungseffekt dominiert die Umgebungsinterferenz und das Umgebungsrauschen, nicht aber das Bildrauschen der Empfängste. Dabei nehmen sowohl das Ausgangssignal als auch der Rauschpegel mit zunehmendem Nutzungsgrad ab, und das Übersetzungsverhältnis wird beibehalten. Die elektrischen Empfängerantennen und deren Antennenleitungen sind im Mittelwellebereich gegen die Wellenlängen gering. Sie sind daher an der Einspeisestelle fast ausfallsicher.

Mit einer Long Wire Antenna überschreitet die Kabellänge deutlich die Hälfte der Wellenlängen ? . 10 Die unter diesem Namen zusammenfassenden Antennendesigns sind alle waagerecht gepolt und unterschieden sich vor allem in der Versorgungsart und der Installationsform des Heizkörpers. Je länger die Strecke wird, desto symmetrischer bewegt sich die Richtung des Hauptstrahls zur Längsrichtung der Antenna. Wenn das weiter vom Netzteil entfernte Leitungsende mit einem Abschlußwiderstand gegen Masse ausgestattet ist, kann sich keine Stehwelle an der Antenna bilden.

In diesem Falle handelt es sich um eine aperiodische Antenna, die durch die entlang des Leiters laufende wandernde Wave ein verbessertes Vor/Rück-Verhältnis aufnimmt. Derartige lange Antennensysteme haben einen sehr geringen Effizienz, insbesondere bei geringer Abhängung (Höhe der Antenna über Grund). Die Bezeichnung Flächenantenne (oder Flächenstrahler) bezieht sich auf solche aus dem Bereich der Raumantennen, die im Unterschied zu Linearantennen eine leitungsgebundene Strahlung in einem Bereich, z.B. eine öffnung in einem Wellenleitersystem, in Freiräume umsetzen und vice versa.

Mit dem rechteckigen Hornstrahler, bei dem ein rechteckiger Hohlleiter verbreitert wird, bis die öffnung im Vergleich zur Welle ? in ihren Dimensionen groß ist, ist ein technisches Beispiel gegeben. Blendenstrahler sind Antennensysteme, die über eine Strahlungsöffnung elektro-magnetische Energien ausstrahlen oder absorbieren. Mit zunehmender Größe der Öffnungsweite in Bezug auf die Wellenlängen ist die Strahlungsbündelung nach dem Rayleigh-Kriterium umso höher.

Reflektionsantennen sind solche, deren Ende aus einer gegen die Abstrahlrichtung spiegelnden Oberfläche gebildet wird. Die B. aus einer Mehrzahl von Reflektorstangen oder einer Metalloberfläche zusammengesetzt ist, die in Bezug auf die Wellenlängen größer ist. Ähnliche Antennenverstärkungen können, wenn überhaupt, nur durch Array-Antennen mit einer komplexeren Struktur erreicht werden. Die Abstrahlcharakteristik dieser Antenna ist so ausgewählt, dass sie den Spiegelbereich so gut wie möglich beleuchtet, ohne darüber hinaus zu erstrahlen.

Bei den Spiegeln muss es sich nicht um geschlossene Metalloberflächen handeln, sondern sie können Ausschnitte von etwa 1/10 der Wellenlängen haben, was den Herstellaufwand und die Windbelastung reduziert. Bei vielen Satellitenempfangsantennen werden so genannte Offset-Antennen verwendet, bei denen der Fokus nicht in der Mitte der Mittelachse steht, sondern neben ihr. Antennendesigns, die nicht unter die oben genannten Arten fallen, sind z.B:

Die Bezeichnung Array-Antenne (auch Antennen-Arrays genannt) bezieht sich auf eine Reihe von einzelnen Strahlern, deren Strahlungsfelder sich überlappen und durch bauliche Interferenzen ein gemeinsames Antennenmuster bilden. Nahezu alle Antennendesigns können als einzelne Strahler verwendet werden, auch beim Bau von komplizierteren Antennensystemen wie Yagi-Antennen. Die Feldantennen können als der Sonderfall einer phasengesteuerten Anordnung betrachtet werden, bei der alle Antennensysteme mit der selben Phasenposition gesteuert werden.

Über diese Baugruppe können die Einzelstrahlerelemente oder Heizkörpergruppen mit unterschiedlichen Phasenlagen und teilweise auch mit unterschiedlichen Leistungen versorgt werden. Damit kann das Richtungsdiagramm der Richtantenne ausschließlich auf elektronischem Wege, d.h. sehr zeitnah, geändert werden und wird für Radarsysteme verwendet. Magnetantennen nutzen in erster Linie ein magnetisches Feld zur Erzeugung von Strahlen und erhalten in erster Linie die Magnetfeldkomponente der elektromagnetischen Strahlen.

Die beiden sind aus einer Stromschleife (im einfachen Falle mit nur einer Umdrehung) aufgebaut und wirken richtungsabhängig durch das Vectorfeld ( "Acht" bei stehendem Coil) und können, wie alle gekürzten Antennensysteme, im Vergleich zur Wellenlängsrichtung sehr gering sein, wenn die Coil aus mehreren Umdrehungen zusammengesetzt ist. Magnetantennen beinhalten auch Gestellantennen, DF-Antennen, die aus einer rotierenden Wendel aufgebaut sind, und ferritische Antennen, allerdings nicht vollständig ausgefahrene Antennensysteme wie die "Gummiwurst".

Die Spiralantenne ist auch keine Magnetantenne, da der Wicklungsleiter zur Wellenführung verwendet wird und das Fernbereich dort bereits beginnt. Zusätzlich zur metrologischen Ermittlung der Antennenparameter hat die computergestützte Berechnung von Antennensystemen oder ganzen Antennensystemen einschließlich anderer Einflußfaktoren in der Umgebung (Masten, Metallabspannleinen, etc.) an Wichtigkeit zugenommen.

Durch die Computersimulation wird eine sehr gute Messgenauigkeit erreicht, wenn die Antennen (und ggf. ihre jeweilige Umgebung) exakt in den Computer "übertragen" werden können. Die hinreichend präzise Abbildung einer Antenna in einem Computer stellt jedoch in der Regel weniger problematisch als die metrologische Aufnahme dar und ist daher auch kostengünstiger. Besonders ausgehend von Funkfrequenzen im UHF-Bereich und bei sehr kleinen Radiomodulen - z.B. für den Einsatz in den ISM-Bändern - ist eine Messung der Antennenimpedanz-Werte wesentlich weniger präzise als eine Nachbildung.

Zahlreiche Rechnerprogramme zur Antennen-Simulation basieren auf dem Algorithmus NEC2 (Numerical Electromagnetic Code), der zunächst für die US-Streitkräfte konzipiert wurde und kostenlos verfügbar ist. Mithilfe moderner und kommerziell verfügbarer Simulationsprogramme können die unterschiedlichen Antennenparameter (z.B. Antennenwiderstand, Strahlungseigenschaften) auch über einen grösseren Übertragungsbereich errechnet werden.

Darüber hinaus ist es auch möglich, die Stromaufteilung entlang der Antenna zu spezifizieren, um daraus Designverbesserungen zu ziehen. Antennensysteme weisen einen starken Windwiderstand auf, der als Windbelastung bezeichnet wird. Diese Zusatzkräfte müssen von der Antennenträger- und Mastenkonstruktion aufgenommen werden können. Bei der Installation von Antennensystemen muss diese Windbelastung, die in den Merkblättern der Antennenhersteller spezifiziert ist, bei der Statik miteinbezogen werden.

Antennensysteme, Mastaufbauten und Verankerungen können im Sommer einfrieren. Das Eigengewicht der Antennenträger und das Angriffsfeld für die Windbelastung kann deutlich erhöht werden und es kann zu einer starken Signaldämpfung kommen. Daher müssen bei der Errichtung und dem Betreiben einer Antennensysteme die möglichen Gefährdungen, die durch Vereisungen hervorgerufen werden können, berücksichtigt werden. Im Einzelfall werden auch Anlagenteile der Antennensysteme erwärmt, um Energieverluste der Antennensysteme im Hochsommer auszugleichen und Vereisungen zu vermeiden.

Ein weiterer Weg, um Vereisungen bis zu einem bestimmten Punkt zu vermeiden, ist die Verwendung von hohlen Antennenträgern aus GFK mit einer glatten Außenfläche, in die die Antennensysteme eingesetzt werden, oder von kontinuierlichen Kunststoffschalen, die als Schaft oder Radom bekannt sind. NVIS Antenne an einem Fuchs Tank M1A1 "FOX" Günther Grünbeck: Das Antennenkit. Von Ihnen selbst gefertigte Antennensysteme, Zusatzgeräte und Messinstrumente (= Funktechnikberater).

Verlagshaus für Technologie und Kunsthandwerk, Baden-Baden 2003, ISBN 3-88180-394-7 Albrecht Hock, Arastou Tscharmi: Antennenpraxis. Ein Einstieg in die Antennenwelt. Fachverlag, Renningen-Malmsheim 1995, ISBN 3-8169-1150-1. Pawe? Kabacik : Zuverlässige Bewertung und Bestimmung der Eigenschaften moderner fortschrittlicher Oficyna-Antennen. Die Firma Politechniki Wroc?awskiej, Wroc?aw 2004, ISBN 83-7085-765-5, Manfred Loidiller: Sicherheitshinweise für Antennensysteme und Kabel.

Springer-Verlag, Berlin 1986, ISBN 3-540-15393-4 Karl Rothammel: Das Rothammel' s Antenne Buch. Die Firma Lothar Starke, Herbert Zwaraber: Praktische Konstruktion und Erprobung von Antennen- und Verteilersystemen. Hochsprung www. com Josten Trier: Antenne. Ein homologes Funktionsmuster der heutigen Technik: Antenne, in: In: In: In: Trier: Weg der Itymologie. Der Erich Schmidt Verlag, Berlin 1981, S. 118-125. 11-125. 11-125. 11-125. 11-16. 11-125. 11-16. 16. 16. 16. 16. 16: Blitzschutzanlagen oder Antennenerdung für Funksende-Empfängeranlagen 2008.

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