Antennen
Grundbegriffe und Kenngrößen
Antennen erzeugen und empfangen index, die sich im freien Raum ausbreiten:
- Im Sendefall: Antenne wandelt an die an ihrem Tor zugeführte Leistung möglichst effizient in eine EM-Welle um.
- Im Empfangsfall: Die Antenne nimmt aus einen EM-Wellenfeld Energie auf und stellt diese an ihrem Netzwerktor zur Verfügung.
Antennen als Wellentypwandler
- Zumeist ist nur das ferne EM-Feld von technischem Interesse
- Da jede Antenne in hinreichend großem Abstand als klein angesehen werden kann, ist eine Beschreibung in Kugelkoordinaten zweckmäßig.
- Die Antenne erzeugt ein Wellenfeld (Freiraumwelle), welches Leistung von der Antenne fortführt (a).
- Im Empfangsfall (b) nimmt eine Antenne Energie aus einem Wellenfeld auf und regt eine Leitungswelle an ihrem Netzwerktor (Tor 2) an.
Sende- & Empfangsfall
Reziprozitätsgesetz
Der Sende und Empfangsfall sind reziprok.
Die Strahlungseigenschaften und auch die Impedanz sind im Sende und Empfangsfall gleich. Dieser Zusammenhang wird als Reziprozität bezeichnet.
Praktisch:
- Die Antenne gibt im Sendefall ihre maximale Strahlungdichte in eine Richtung ab.
- Ebenso koppelt die Antenne im Empfangsfall die maximale Leistung einer Welle aus, wenn sie aus einer bestimmten Richtung auf die Antenne trifft.
Richtwirkung
Zur Beschreibung der Richtwirkung gibt des einfachere Modelle, welche eine Bezugsgröße zur Abgestrahlten Leistungsdichte
- Isotroper Kugelstrahler (Mathematisch einfach aber nicht realisierbar)
- Hertzscher Dipol (Mathematisch schwerer zu Berschreiben, jedoch realisierbar und daher messbar)
Antennengewinn
Die Direktivität ist ein idealer Faktor bei dem die Leistung jeder Richtung in Summe die Speiseleistung ergibt. Die Antenneneffizienz
Antennengewinn (Gain)
Antennenwirkfläche
Antennenbauformen und Modelle
- Drahtantennen
- Richtantennen
- Halbwellendipol