Antenne

Eine Antenne dient zum Empfangen oder Senden von elektromagnetischen Wellen. Die Baugröße liegt in der Größenordung der Wellenlänge, bei kurzen Wellenlängen auch ein Vielfaches davon und reicht von mehr als 100 m für den Langwellenbereich bei ca. 100 kHz bis hinab zu wenigen Millimetern für den Höchstfrequenzbereich bei ca. 50 GHz.

Eine Sende-Antenne wandelt elektromagnetische, leitungsgebundene Wellen in Freiraumwellen um, die eine Empfangsantenne wieder in leitungsgebundene elektrische Wellen zurückwandelt.

Datei:Selbststrahlender Sendemast.jpg

Sendeantenne für den Mittelwellensender des AFN in Ditzingen-Hirschlanden

Kurzwellenantenne Moosbrunn bei Wien

Geschichte

Der Italiener Guglielmo Marconi erfand 1894 die drahtlose Telegraphie. 1897 stellte er das Verfahren der Öffentlichkeit vor und übertrug Signale über eine Distanz von 14 km. Bei seinen Versuchen verwendete er einen Draht an einer hölzernen Zeltstange. Aus dem italienischen Namen für Zeltstange l'antenna centrale leitet sich das Wort für Antenne ab. Systematische Untersuchungen der physikalischen Eigenschaften von Antennen gehen zurück auf den deutschen Physiker Heinrich Hertz, die auf den theoretischen Grundlagen des Engländers James Clerk Maxwell aufbauten.

Mit einer Drachenantenne in 100 m Höhe überbrückte Marconi 1901 den Atlantik. Der Erste Weltkrieg markiert 1914 den eigentlichen Beginn der Antennentechnik. Man benutzte zunächst Rahmenantennen als Empfänger. Um 1920 folgten Antennenarrays, später Hornstrahler und Parabolantennen.

Prinzip

Elektromagnetische Wellen bestehen aus elektrischen und magnetischen Feldern, die sich im Raum ausbreiten. Die Erzeugung der elektromagnetischen Wellen kann mit einem elektrischen oder einem magnetischen Wechselfeld erfolgen, die sich ausbreitende Welle besteht immer aus einer Kombination von beiden. Eine exakte physikalisch-mathematische Beschreibung liefern die Maxwellschen Gleichungen bei vorgegebenen Randbedingungen. In der Praxis berechnet man die Abstrahlung der Energie durch Näherungsverfahren.

Reziprozität

Reziprozität oder Umkehrbarkeit ist gegeben, wenn in einer Anordnung die Position von Ursache und Wirkung miteinander vertauscht werden können, ohne dass die Verknüpfung zwischen Ursache und Wirkung sich ändert. Antennen sind grundsätzlich reziprok. Sie zeigen sowohl beim Senden als auch beim Empfang gleiche Eigenschaften. Die Verwendung einer für den Empfangsfall konstruierten Antenne zum Senden wird dadurch begrenzt, dass im Sendefall oft sehr hohe Spannungen und Ströme verwendet werden. Deshalb muss eine Sendeantenne robuster aufgebaut sein, als eine reine Empfangsantenne.

Funktionsprinzip

Entstehung einer Dipolantenne aus einem Schwingkreis

Die Entstehung einer Antenne als Resonanzgebilde erläutert die Grafik anhand einer Dipolantenne. Eine einfache Dipolantenne erzeugt bzw. empfängt sowohl elektrische, als auch dazu senkrecht stehende magnetische Felder. Man kann sie sich als entarteten Schwingkreis aus Kondensator und Spule vorstellen: Die Kondensatorplatten werden je um ±90° nach außen gedreht und zu einem Leiter geformt; die Leitungsinduktivitäten übernehmen die Funktion der Spule. Wird der Kreis in elektrische Schwingungen versetzt, bilden sich geschlossene elektrische (E) Feldlinien (in der Animation in blau), die das System mit Lichtgeschwindigkeit verlassen. Die senkrecht zum E-Feld verlaufenden Magnetfelder bilden geschlossene Kreise um den Leiter (in der Animation in rot). Im Nahfeld nimmt die Feldstärke proportional zur dritten Potenz der Entfernung r ab. Im Fernfeld verringert sie sich lediglich proportional 1/r.
Die Leistungsdichte der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen ist dem Produkt aus elektrischer und magnetischer Feldstärke proportional und nimmt daher mit 1/r² ab (Abstandsquadratgesetz).

Die Orientierung der abgestrahlten elektrischen Feldlinien gegenüber der Erdoberfläche heißt Polarisation. Ist die Orientierung zeitlich unverändert, spricht man von linearer horizontaler oder linearer vertikaler Polarisation. Ist die Stärke des elektrischen Feldes zeitlich konstant, die Richtung der Feldlinien jedoch zeitabhängig, so liegt zirkulare Polarisation vor (linksdrehende oder rechtsdrehende zirkulare Polarisation). Wenn Empfangs- und Sendeantenne nicht die gleiche Polarisationsart und -richtung haben, wird die Signalübertragung stark gedämpft.

Eine Antenne wirkt prinzipiell am besten, wenn sie auf die Wellenlänge abgestimmt ist, welche sie empfangen oder senden soll. Man nennt das wie beim Schwingkreis und anderen schwingungsfähigen Gebilden: Resonanz. Die Resonanzfrequenz wird durch die Abmessungen der Antenne bestimmt. Durch spezielle konstruktive Maßnahmen kann man erreichen, dass der Fußpunktwiderstand über einen großen Frequenzbereich weitgehend kostant bleibt und somit ein breites Frequenzband übertragen werden kann (Breitbandantennen).

Antennenparameter

Verschiedene Parameter charakterisieren eine Antenne:

Antennenparameter

Absorptionsfläche (Wirkfläche) Antennengewinn Apertur Bandbreite Impedanz Nebenkeulendämpfung Strahlungswiderstand Öffnungswinkel Polarisation Richtfaktor Vor-Seiten-Verhältnis Vor-Rück-Verhältnis Wirkungsgrad

Strahlungswiderstand

Der Strahlungswiderstand $R_{s}$ einer Antenne ist eine formale Größe, die den Zusammenhang zwischen dem Antennenstrom $I_{0}$ im Speisepunkt (an den Anschlussklemmen) und der im Wellentyp gewandelten Leistung ${\overline {P}}$beschreibt.

${\overline {P}}={\frac {{{\hat {I}}_{0}}^{2}\cdot R_{s}}{2}}$    beziehungsweise   $R_{s}={\frac {2{\overline {P}}}{{{\hat {I}}_{0}}^{2}}}$

Der Strahlungswiderstand wird allgemein auf das Strommaximum bezogen und dann als $R_{sm}$ bezeichnet.

Impedanz

Die Impedanz (oder Fußpunktwiderstand oder Eingangswiderstand) einer Antenne gibt den komplexen Widerstand an, der bei der verwendeten Frequenz an den Anschlussklemmen gemessen werden kann. Die Maßeinheit der Impedanz ist Ohm [Ω].

Datei:Impedanz.png

Der Eingangswiderstand wird durch Reihenschaltung des Strahlungswiderstandes $R_{S}$ mit dem Verlustwiderstand $R_{V}$ und dem Blindwiderstand jX gebildet. Beim Halbwellendipol ist der Blindwiderstand im Resonanzfall gleich Null. In der Umgebung der Resonanzfrequenz ändert der Blindwiderstand sein Vorzeichen. Für eine ausreichende Kompensation wird der Dipol mit einem verstimmten Schwingkreis beschaltet, dessen Reaktanz beim Durchgang durch die Resonanzfrequenz das jeweils andere Vorzeichen annimmt. Ein λ/2-Dipol hat, wenn er nicht durch seine Umgebung beeinflusst wird (also im sog. Freiraum) und wenn er in seiner Resonanzfrequenz betrieben wird, eine Impedanz von 73,2 Ω. In der Unterhaltungselektronik (z. B. für den terrestrischen Fernsehempfang) sind die Antennen für eine Impedanz von 75 Ω ausgelegt. Antennen für mobile Funkgeräte haben Fußpunktwiderstände von 50 Ω und niedriger. Die Impedanzen von Sendern und Kabeln haben deshalb dort 50 Ω. Um die Impedanz der Antenne auf die Impedanz des Kabels und des Generators anzupassen, werden Impedanzwandler eingesetzt.

Wirkungsgrad

Bei exakter Anpassung sollte im Idealfall die einer Antenne zugeführte Leistung auch vollständig abgestrahlt werden. Leider wird dieser Idealfall nie erreicht: Ein Teil der zugeführten Energie wird als Verlustleistung in Wärme umgewandelt. Das Verhältnis von wirklich abgestrahlter Leistung zur zugeführten Gesamtleistung wird als Wirkungsgrad einer Antenne $\eta _{A}$ bezeichnet.

$\eta _{A}={\frac {\mathrm {N} utzleistung}{\mathrm {N} utzleistung+\mathrm {V} erlustleistung}}\cdot 100\%$

Der Wirkungsgrad einer Antenne gibt an, wieviel Prozent von der gesamten der Antenne zugeführten Leistung wirklich abgestrahlt werden.

Da die Leistungen bei konstantem Speisestrom proportional zu den entsprechenden Widerständen gesetzt werden können, kann für den Resonanzfall ($jX=0$) folgende Beziehung gesetzt werden:

$\eta _{A}={\frac {\mathrm {S} trahlungswiderstand}{\mathrm {S} trahlungswiderstand+\mathrm {V} erlustwiderstand}}\cdot 100\%={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{V}}}\cdot 100\%$

Langdrahtantennen erreichen selten mehr als 1 % Wirkungsgrad. Parabolantennen liegen meist über 50 %, Hornstrahler bei 80 % und mehr.

Richtfaktor

Mit Ausnahme des Kugelstrahlers hat jede Antenne eine Vorzugsrichtung, in welcher mehr Energie abgestrahlt wird, als in andere Richtungen. Sie bündelt also die abgestrahlte Energie in eine Richtung. In einem Antennendiagramm kann die Größe der Bündelung einer Antenne in bestimmten Winkelbereichen abgelesen werden. Als Maß für die Stärke dieser Bündelung wird der Richtfaktor D genutzt:

$D={\frac {\text{Maximale Strahlungsdichte einer Antenne}}{\text{Strahlungsdichte eines Kugelstrahlers}}}$

Der Richtfaktor gibt also an, um wieviel stärker die betrachtete Antenne in ihrer Hauptrichtung abstrahlt, als ein Kugelstrahler. Hierbei wird jeweils die gleiche Polarisation zugrundegelegt.

Antennengewinn

Das Verhältnis der maximalen Strahlungsdichte einer Antenne mit einer Vorzugsrichtung zu der Strahlungsdichte einer idealisierten Vergleichsantenne, welche möglichst ungerichtet (isotrop) sendet, wird Antennengewinn genannt. Der Richtfaktor einer Antenne und der Antennengewinn bedingen einander gegenseitig. Je kleiner der Öffnungswinkel einer Antenne ist, desto höher ist ihr Gewinn. Beim Antennengewinn wird die maximale Strahlungsdichte einer Antenne mit der Strahlungsdichte eines verlustfreien Kugelstrahlers verglichen:

$G=\eta _{A}\cdot D={\frac {\text{Maximale Strahlungsdichte einer verlustbehafteten Antenne}}{\text{Strahlungsdichte eines verlustfreien Kugelstrahlers}}}$

Für verlustfreie Antennen $(\eta _{A}=1)$ stimmen Richtfaktor und Antennengewinn überein.

Die Größe des Antennengewinns ist wie der Richtfaktor eine relative Zahlenangabe und wird vorwiegend in dem logarithmischen Maß Dezibel angegeben. Weil aber unterschiedliche Vergleichsantennen zugrunde liegen können, wird noch unterschieden in dBd (Bezug: Dipolantenne) und dBi (Bezug: Isotropstrahler). Grafisch anschaulich werden die Parameter in einem Antennendiagramm dargestellt, in welchem auch weitere Antennenparameter ablesbar sind.

Absorptionsfläche (Wirkfläche)

Eine Empfangsantenne entnimmt aus einer ebenen Wellenfront Energie. Sie ist proportional zur Fläche eines Aperturstrahlers.

Die Wirkfläche, Absorptionsfläche oder wirksame Antennenoberfläche A_W eines rechteckigen Hornstrahlers mit den Abmessungen a und b ist etwas kleiner als die geometrische Fläche:

$A_{W}={\frac {8}{{\pi }^{2}}}\cdot a\cdot b\approx 0,81\cdot a\cdot b$

Eine Wirkfläche lässt sich auch für Linearantennen angeben. Über die am Empfangsort vorhandene Leistungsdichte (Strahlungsleistung pro Flächeneinheit) kann der entnommenen Energie eine Fläche zugeordnet werden. Die Absorptionsfläche eines λ/2- Dipols beträgt beispielsweise:

$A_{W}\approx {\frac {\lambda ^{2}}{8}}$

Die Wirkfläche ist proportional zum Gewinn G und es gilt für jede ideale Antenne unabhängig von der Bauform:

${\frac {A_{W}}{G}}={\frac {\lambda ^{2}}{4\cdot \pi }}$

Bandbreite

Viele Antennenbauformen sind für eine bestimmte Resonanzfrequenz ausgelegt. Oft werden jedoch Antennen für mehr als nur eine Frequenz benötigt. Deswegen werden Breitbandantennen eingesetzt, welche über einen weiten Frequenzbereich nutzbar sind. Die Bandbreite einer Antenne ist dann der Frequenzbereich, innnerhalb dem sich der Fußpunktwiderstand nur geringfügig ändert. Die Grenzen dieses Frequenzbereiches werden meist durch die Halbwertsbreite bestimmt. Das ist der Bereich, in dem die abgestrahlte Energie maximal halbiert wird (-3 dB). Eine Vergrößerung der Bandbreite verringert aber stets den Wirkungsgrad der Antenne.

Antennen-Bauformen

Grundsätzlich ist eine Empfangsantenne auch zum Senden geeignet und umgekehrt (Reziprozitätsgesetz). Die Bauform verhindert meist einen wechselseitigen Einsatz, beispielsweise durch die begrenzte elektrische Belastbarkeit oder die Verschaltung elektrischer Vorverstärker. Da sich die Größe der Antennenelemente an der Wellenlänge orientiert, ist die Frequenz ein wichtiges Kriterium für Auswahl und Aufbau einer Antenne.

Beispiele von Antennen

Bezugsantennen lineare Antennen Flächenantennen Reflektorantennen Gruppenantennen Magnetische Antennen

Eine Einteilung von Antennenbauformen lässt sich nach vielen Gesichtspunkten vornehmen. Eine grundsätzliche Einteilung wird vorzugsweise physikalisch nach der geometrischen Ausdehnung der Antenne vorgenommen, kann aber auch andere Kriterien erfassen:

• Der Punktstrahler, der sich allerdings praktisch nicht realisieren lässt, aber eine Bedeutung als Bezugsantenne hat.
• Linearstrahler, und
• Flächenstrahler, die sich in

• Aperturstrahler und
• Reflektorantennen unterteilen.

• Gruppenantennen bestehen aus vielen zusammengeschalteten gleichartigen Antennen.

Lineare Antennen

Stromverteilung (rot) und Spannungsverteilung (blau) auf einem Halbwellendipol

Der Begriff Lineare Antennen bezeichnet Antennen, die eine leitungsgeführte Welle entlang einer Linie (ein meist ein gegenüber der Wellenlänge mehr oder weniger dünner Draht) in Freiraumwellen umwandeln und umgekehrt. Zu den linearen Antennen gehören alle Formen von Drahtantennen. Die lineare Antenne ist eine der gebräuchlichsten Strahlerformen. Sie wird vor allem als Sendeantenne in Rundfunksendern im Lang- und Mittelwellenbereich eingesetzt. Der Strom entlang der Antenne ist nicht konstant, sondern der Stromverteilung entlang einer leerlaufenden Leitung angenähert und nahezu sinusförmig verteilt. Es treten an den Enden (und bei längeren Antennen in Abständen der halben Wellenlänge) Stromknoten (${\underline {I}}=0$) und Spannungsbäuche (${\underline {U}}={\hat {U}}$) auf.

Datei:Lineare antennen2.jpg

Stromverteilung (rot) und Winkelverteilung der Strahlung an einem Dipol für verschiedene Wellenlängen

Die sinusförmige Stromverteilung auf Dipolantennen wird zwar experimentiell gut bestätigt, kann aber zur Berechnung des Eingangswiderstandes einer Antenne nicht herangezogen werden, da Strom und Spannung zeitlich um 90° phasenverschoben sind. Der Eingangswiderstand wäre demnach eine reiner Blindwiderstand und es könnte keine Wirkleistung abgestrahlt werden. Zur Berechnung muss also auch ein rein ohmscher Widerstand der Leitung mit angesetzt werden.

Bei der Betrachtung der linearen Antenne muss von deren Länge im Verhältnis zur Wellenlänge λ ausgegangen werden. Die Verteilung des Stromes ist symmetrisch. Ist die Länge des Strahlers größer als die Wellenlänge λ, dann treten auch mehrere Maxima in der Strahlungsverteilung auf: ist die Länge ein geradzahliges Vielfaches n der halben Wellenlänge, dann treten n/2 Maxima auf.

Kurze lineare Antennen

Als kurze lineare Antenne wird ein Strahler mit einer Länge bezeichnet, die wesentlich kleiner als ein Viertel der Wellenlänge λ ist. Sie bildet eine Fehlanpassung für die Speiseleitung, welche durch geeignete Maßnahmen (zusätzliche Induktivitäten und/oder Kapazitäten) kompensiert werden muss. Kurze lineare Antennen haben deshalb einen sehr kleinen Wirkungsgrad.

(als Beispiel siehe Hertzscher Dipol)

Halbwellendipol

Die Länge eines Halbwellendipols ist gleich der halben Wellenlänge λ. Im Speisepunkt liegt ein Strommaximum - aber auch ein Spannungsknoten. Der Halbwellendipol hat eine Impedanz von 73,2 Ω.

(als Beispiel siehe Dipolantenne)

Viertelwellendipol

Der Viertelwellendipol ist eine Sonderform des Halbwellendipols. Hier wird nur ein Zweig des Halbwellendipols als Antennenstab verwendet. Die Funktion der anderen Hälfte wird durch eine elektrisch leitfähige Oberfläche als Gegenpol übernommen, an dem sich der Viertelwellenstab elektrisch „spiegelt”. Somit werden fast die Eigenschaften eines Halbwellendipols erreicht. Anwendung findet der Viertelwellendipol als Antenne für Handfunkgeräte und bei mobilen Geräten in Kraftfahrzeugen. Als Gegenpol wirkt dort der Körper des Nutzers, der das Gerät in der Hand hält bzw. bei KFZ-Antennen die gut leitende Karosserie.

Der Viertelwellendipol strahlt nur in der oberen Hälfte wie ein Halbwellendipol im freien Raum. Die Strahlungsleistung wird nur in dem oberen Halbraum erzeugt, das Spiegelbild trägt nichts zur Strahlungsleistung bei. Bei gleichem Speisestrom ist deshalb die abgestrahlte Leistung nur halb so groß wie beim Halbwellendipol. Der Strahlungwiderstand (Impedanz) ist demnach auch nur halb so groß: $R_{s}=36,6\Omega$.

Ganzwellendipol

Bei einem Ganzwellendipol ist die Wellenlänge λ gleich der Strahlerlänge. Eine Speisung kann allerdings nicht in der Mitte erfolgen, da hier ein Stromknoten liegt.

Langdrahtantenne

Bei einer Langdrahtantenne ist die Drahtlänge länger als die Wellenlänge λ. Die unter diesem Begriff zusammengefassten Antennenbauformen unterscheiden sich hauptsächlich durch die Art der Speisung und die Form der Verlegung des Strahlers. Mit zunehmender Länge nähert sich die Hauptstrahlrichtung der Antennenlängsrichtung symmetrisch an. Wird das der Speisung entferntere Drahtende mit einem Abschlusswiderstand gegen Erde versehen, dann kann sich auf der Antenne keine stehende Welle ausbilden. Man spricht in diesem Fall von einer aperiodischen Antenne, welche durch die auf dem Draht entlanglaufenden Wanderwelle ein besseres Vor-Rückverhältnis erhält.

(eine Aufzählung linearer Antennen siehe unter Kategorie:lineare Antennen)

Flächenantennen

Datei:Hornstrahler.gif

Rechteckhornstrahler

Der Begriff Flächenantennen (oder Flächenstrahler) bezeichnet Antennen, die im Gegensatz zu den linearen Antennen eine leitungsgeführte Welle an einer Flächenausdehnung (meist eine Öffnung in einem Hohlleitersystem) in Freiraumwellen umwandeln und umgekehrt. Flächenstrahler werden bei Frequenzen oberhalb von etwa 1 GHz als Richtstrahler eingesetzt. Ein technisch einfaches Beispiel ist der Rechteckhornstrahler, bei dem ein Rechteckhohlleiter aufgeweitet wird bis die Öffnung in ihren Abmessungen groß gegenüber der Wellenlänge λ ist.

(eine Aufzählung von Flächenantennen siehe unter Kategorie:Flächenantennen)

Aperturstrahler

Aperturstrahler sind Antennen, die über eine strahlende Öffnung (Apertur genannt) elektromagnetische Energie abstrahlen oder aufnehmen. Aperturstrahler haben meist die Form eines Hohlleiters.

Beim Hornstrahler bleibt durch die allmähliche Aufweitung des Hohlleiters die Feldverteilung der eingespeisten Welle weitgehend erhalten und der Übergang in den Freiraum ist nahezu reflexionsfrei. Je länger der Hornstrahler ist, desto stärker ist die Bündelung der Strahlung. Der Wirkungsgrad ist besser als 80 %.

Reflektorantennen

Um sehr lange Bauformen von Hornstrahlern zu vermeiden, werden nach dem Vorbild optischer Verfahren Reflektoren (Spiegel) verwendet, um eine große Öffnungsfläche mit ebener Phasenfront zu erzeugen. In derartigen Reflektorantennen werden meist Parabolspiegel eingesetzt, in deren Brennpunkt entweder ein kurzer Hornstrahler oder bei koaxialer Speisung ein Dipol mit Reflektor angebracht ist. Aufgrund des geringeren Wirkungsgrads sind Parabolantennen erst ab einem Durchmesser vom 8-fachen der Wellenlänge einem Hornstrahler überlegen.

(eine Aufzählung von Reflektorantennen siehe unter Kategorie:Reflektorantennen)

Gruppenantennen

Der Begriff Gruppenantenne (auch Antennenarrays genannt) bezeichnet Antennen, die aus einer Anzahl von Einzelstrahlern konstruiert sind, deren abgestrahle Felder sich überlagern und zu einem gemeinsamen Antennendiagramm geformt werden. Als Einzelstrahler können fast alle Antennenbauformen eingesetzt werden, also auch im Aufbau kompliziertere Antennen, wie zum Beispiel Yagi-Antennen.

(eine Aufzählung siehe unter Kategorie:Gruppenantennen)

Phased Array

Eine Sonderform der Gruppenantennen ist die Phased-Array-Antenne. Bei dieser Antennengruppe werden die einzelnen Strahlerelemente oder Strahlergruppen mit unterschiedlicher Phasenlage und manchmal auch mit unterschiedlicher Leistung gespeist. Ziel dieser komplizierten Technik ist eine wartungsfreie elektronische Schwenkung des Antennendiagramms.

Monopuls-Antenne

Eine Monopuls-Antenne wird bei modernen Radargeräten verwendet, um die Genauigkeit der Winkelmessung bei der Richtungsbestimmung zu verbessern. Bei der Monopulsantenne werden die einzelnen Strahler in vier Quadranten aufgeteilt, deren jeweilige Empfangsleistung sowohl summenbildend, als auch differenzbildend verschaltet werden. Mit diesen Signalen kann ein Rechner die Position eines Zieles innerhalb des Peilstrahls bestimmen.

Alle bis hierher aufgeführten Antennenformen arbeiten vorwiegend mit der elektrischen Feldkomponente der Strahlung. Dabei sind sie durch ihre räumliche Ausdehnung im Verhältnis zur jeweiligen Wellenlänge immer frequenzselektiv. Eine Richtwirkung haben die meisten dieser Formen, aber nicht unbedingt, Ausnahmen bilden eine Stabantenne oder ein Knickdipol.

Dagegen arbeiten die im Folgenden aufgeführten Magnetantennen vorwiegend mit der magnetischen Feldkomponente. Dadurch haben sie immer eine Richtwirkung, wohingegen ihre Frequenzselektivität tendenziell geringer ist.

Magnetische Antennen

Unter diesem Begriff werden Antennen zusammengefasst, die eine elektromagnetische Welle durch die Anregung eines magnetischen Wechselfeldes anregen.

(eine Aufzählung siehe unter Kategorie:Magnetische Antennen)

Antennen werden außerdem unterschieden in:

• Feststationsantennen/Stationsantennen, wenn diese fest an einem Ort befestigt sind (meist auf einem Mast)
• Mobilantennen für den Betrieb in Fahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen
• Portabelantennen für den Betrieb an Handfunkgeräten

Antennensimulation

Neben der messtechnischen Bestimmung von Antennenparametern hat die Simulation von Antennen bzw. ganzer Antennensysteme samt in der Nähe befindlicher weiterer Einflussfaktoren (Masten, metallische Abspannseile etc.) per Computer an Bedeutung gewonnen. Die Rechnersimulation erlaubt eine hohe Genauigkeit, wenn es denn gelingt, die Antenne (und gegebenenfalls deren relevante Umgebung) auch genau in den Rechner zu „übernehmen“. Eine ausreichend genaue Modellierung einer Antenne im Rechner wirft aber meist geringere Probleme auf als die messtechnische Erfassung und ist deshalb auch billiger. Viele Computerprogramme für die Antennensimulation beruhen auf dem NEC2-Algorithmus (Numerical Electromagnetic Code), der ursprünglich für die US-amerikanischen Streitkräfte entwickelt wurde und frei zugänglich ist.

Anhang

Bilder

• 
  Wurfantenne (zusammengerollter Faltdipol für UKW-Empfang).
• 
  Aktive Zimmerantenne für VHF- und UHF-Empfang
• 
  Rillenhornstrahler (Flächenantenne)
• 
  Gruppenantenne aus 6 Yagi-Antennen mit Kreuzdipol für Satellitenkommunikation.
• 
  Parabolantenne mit 2,70 m Durchmesser
• 
  Ferritantenne mit Spulensatz für Lang-, Mittel- und Kurzwelle
• 
  Installation eines Phased-Array Radars
• 
  Antennenspitze des Stuttgarter Fernsehturms
• 
  Parabolantenne des Wetterradars „Meteor 1500 S” in Adelaide (Australien)
• 
  VDF-Peilantenne der Deutschen Flugsicherung auf dem Deister bei Hannover

Literatur

• Günther Grünbeck: Der Antennenbaukasten. Antennen, Zubehör und Messgeräte selbst gebaut (= Funk-Technik-Berater). Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden 2003, ISBN 3-88180-394-7
• Albrecht Hock, Arastou Tscharmi: Antennenpraxis. Eine Einführung in die Welt der Antennen. Sehen, Erkennen und Verstehen. Expert-Verlag, Renningen-Malmsheim 1995, ISBN 3-8169-1150-1
• Paweł Kabacik: Reliable evaluation and property determination of modern-day advanced antennas. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004, ISBN 83-7085-765-5 (PDF)
• Karl Rothammel: Antennenbuch. 9. Auflage. Frankh, Stuttgart 1988, ISBN 3-440-05853-0
• Lothar Starke, Herbert Zwaraber, Praktischer Aufbau und Prüfung von Antennen- und Verteilanlagen. 14. Auflage. Hüthig, Heidelberg 2002, ISBN 3-7785-2897-1
• Moderne Rundfunk-Empfangstechnik, Martin Gerhard Wegener, Franzis-Verlag, München 1985, ISBN 3-7723-7911-7 & Yüce-Group, Istanbul 1989, ISBN 975-411-058-1

Siehe auch

• Sendeantenne
• Elektrische Verlängerung
• Antenna Diversity
• Rundfunk
• Kurzwellenrundfunk
• Stehwellenverhältnis
• EIRP Effective isotropic radiated power
• Frequenzbänder
• DVB-T, Schmetterlingsantenne
• Laser Communication Terminal (Optische Datenübertragung)
• MIMO (Multiple Input Multiple Output)

Weblinks

• Breitbandantennen
• Online-Lehrgang, Kap. 5: Antennentechnik
• Erläuterungen zu Radioantennen der verschiedenen Wellenlängen
• „Funk in Dosen“ - Selbstbau von WLAN-Antennen
• Radarantennen (@Radartutorial)
• PDF-Bücher (englisch) - Bücher über Antennen und elektromagnetische Wellen