Richtantennen schnell und einfach finden

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Wie man Richtantennen schnell und einfach bei eBay findet

Als Richtantennen werden Antennen bezeichnet, deren abgestrahlte Leistung durch spezielle konstruktive Maßnahmen in eine oder mehrere Richtungen gebündelt wird. Die gesendete Energie beziehungsweise die maximale Empfindlichkeit wird somit zusätzlich verstärkt. Der Empfang von Störsignalen, deren Quellen nicht innerhalb der Hauptkeule liegen, wird dagegen gedämpft.

Eigenschaften und Einsatzgebiete von Richtantennen

Im Gegensatz zu einem Rundstrahler ist eine Richtantenne durch eine stark anisotrope Strahlungscharakteristik gekennzeichnet. Sie verfügt über einen hohen Richtfaktor, ein hohes Vor-/Rückverhältnis und eine schmale Halbwertsbreite des Öffnungswinkels. Letzterer beträgt je nach Bauart zwischen weniger als einem und mehr als 30 Grad. Aus der starken Bündelung der Energie zu einem schmalen Strahl ergibt sich ein hoher Antennengewinn. Dadurch kann die Sendeleistung bei gleichbleibender Feldstärke niedrig gehalten werden. Die Sendeleistung, welche einem Isotropstrahler zugeführt werden muss, um die gleiche Reichweite zu erzielen wie mit einer Richtantenne, wird als Equivalent Isotropic Radiated Power (EIRP) bezeichnet.

Richtantennen kommen in allen Frequenzbändern zum Einsatz. Die Ausführung und Realisierbarkeit ist vom Wellenbereich abhängig, da sich die Richtwirkung aus dem Verhältnis der geometrischen Ausmaße der Antenne zur Wellenlänge ergibt. Zumeist kommen Richtantennen zum Einsatz, die über nur eine ausgeprägte Vorzugsrichtung verfügen. In einigen Funknetzen mit linienförmigen Versorgungsbereichen (Linienfunk) werden auch Richtantennen mit mehreren Hauptkeulen verwendet, welche beispielsweise diametral entgegengesetzt ausgerichtet sein können. In diesem Zusammenhang werden häufig Dipolgruppen (ohne Reflektoren) oder auch ein Dipol mit zwei Wellenleiterstrukturen, welche diametral angeordnet sind, verwendet. Diese weisen eine sogenannte „Janus-Richtcharakteristik“ auf.

Beispiele für Richtantennen

Yagi-Uda

Die Yagi-Uda-Antenne besteht aus einem Dipol, mehreren Direktoren und einer geringeren Anzahl an Reflektoren. Die Direktoren sind Resonanzstäbe, die in Strahlungsrichtung angeordnet sind, während die Reflektoren sich hinter dem Dipol befinden. Zumeist sind die Reflektoren etwas länger und größer als der Dipol, die Direktoren dagegen kürzer und kleiner. Yagi-Uda-Antennen verfügen über ein gutes Verhältnis zwischen Antennenkomplexität und Gewinn und kommen bis ca. 2 GHz zum Einsatz. In darüber liegenden Bereichen werden eher andere Antennentypen wie Patch-Antennen oder Horn-Antennen mit Parabolspiegeln verwendet.

Quad

Quad-Antennen sind Drahtantennen in Form eines Quadrats. Die Drahtlänge entspricht einer vollen Wellenlänge. Die vier Seiten des Quadrats sind jeweils 1/4 λ lang. Ähnlich wie Yagi-Uda-Antennen können Quad-Antennen quadratische Direktoren und Reflektoren besitzen. Ist dies bei einer Quad-Antenne nicht der Fall, hat diese zwei Hauptausstrahlungsrichtungen. Der Einspeisepunkt, welcher sich meist an der untersten Ecke des Quadrats befindet, ist niederohmig. Daher ist ein Balun nicht notwendig. Da Quad-Antennen in einer realistischen Aufhängungshöhe einen sehr flachen Abstrahlungswinkel haben, sind sie gut als DX-Antennen verwendbar. Quad-Antennen stellen nur geringe Materialanforderungen. Daher sind die Herstellungskosten sehr gering.

Hornstrahler

Hornstrahler sind Bauformen, die zum Senden und Empfangen von Mikrowellen dienen. Sie bestehen aus einer Metallfläche, die in ihrer Form einem Exponentialtrichter ähnelt und meist in einen Hohlleiter mündet. Hornstrahler sind vor allem in der Höchstfrequenztechnik von Bedeutung. Dort werden sie als eigenständige Strahler verwendet oder zur Speisung innerhalb des Brennpunkts von Parabolantennen (Radioteleskope, Radar-Antennen, Richtfunkantennen, Muschelantennen) eingesetzt. Synonym werden für Hornstrahler auch Begriffe wie Kegelhorn oder Pyramidenhorn verwendet. Eine besondere Bauform sind Steghornstrahler, auch Doppelsteghorn genannt. Bei diesen befinden sich metallische Stege, welche sich exponentiell nach außen öffnen, in der Mitte der unteren und oberen Breitseite des Hornstrahlers. Diese Stege bewirken eine erhebliche Vergrößerung der Bandbreite, die bei dieser Bauart mindestens sechs erreicht. Dadurch ist der Hornstrahler auch zur Abstrahlung von Impulsen geeignet. Die Vivaldi-Antenne ist eine planare Modifikation des Steghornstrahlers.

Corner-Reflector

Ein Corner-Reflector oder auch Winkelreflektor ist eine verhältnismäßig einfache Antenne, die jedoch über sehr gute Eigenschaften verfügt. Der Reflektor, welcher aus zwei Flächen aus Blech (gelocht, durchgehend, Gitter oder Streckmetall) oder aus parallelen Metallstäben besteht, bildet einen Winkel, der in der Regel zwischen 60 und 100 Grad beträgt. Innerhalb dieses Winkels ist ein Halbwellendipol angebracht. Der Gewinn einer solchen Antenne liegt bei 10 dBi.

Wendelantenne

Die auch Helixantenne genannte Wendelantenne dient zum Senden und Empfangen von zirkular polarisierten elektromagnetischen Wellen. Je nach Art der Speisung besteht sie aus einem oder zwei spiralförmig gewundenen Leitern aus Draht oder Band. Der Drehsinn der Wendel bestimmt die Drehrichtung der abgestrahlten respektive empfangenen Welle. Daher muss er bei Sende- und Empfangsantenne übereinstimmen. Wendelantennen kommen beispielsweise bei WLAN-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, im Amateurfunkbereich, zum Bodenempfang der Bilder von Wettersatelliten aber auch an Raumfahrzeugen und Satelliten zum Einsatz.

Verwendungsmöglichkeiten für Richtantennen

Für Mittel- und Langwellen kommen zum Senden als Richtantenne Anordnungen aus selbststrahlenden Sendemasten zum Einsatz. Mindestens ein Mast wird hierbei ständig mit der Sendeenergie gespeist. Bei den anderen Masten ist eine phasenverschobene Speisung oder eine Erdung (gegebenenfalls über Abstimmglieder) möglich. Diese werden dann als passive Direktor- oder Reflektormasten verwendet. Bei Mittelwellen können auch Reusenantennen Anwendung finden, bei welchen die Speisung eines oder mehrerer Elemente phasenverschoben erfolgt. In diesen Frequenzbändern dienen Ferrit- oder Rahmenantennen als richtungsempfindliche Empfangsantennen.

Im Bereich der Kurzwellen werden oft logarithmisch-periodische Antennen (LPDA), Dipolwände als richtungsabhängige Antennen eingesetzt. Auch Dipolantennen finden Verwendung. Die gängigste Richtantenne für den Empfang von Signalen im UKW-Bereich ist die Yagi-Uda-Antenne. Diese dient Funkdiensten und Funkamateuren auch als Sendeantenne. Dipolzeilen werden innerhalb der UKW-Frequenzen als Richtantennen für größere Sendeleistung genutzt. Durch deren senkrechte Stapelung (gestockte Dipole) wird ein waagerechter Fächer gebildet, mit welchem ein großes Gebiet abgedeckt werden kann. Häufig werden Dipole als vertikal polarisierte Rundstrahler eingerichtet. Betreffen die speziellen konstruktiven Maßnahmen für die Verbesserung der Richtwirkung dabei das vertikale Antennendiagramm, trifft die Bezeichnung „Richtantenne“ dennoch zu. In diesem Fall erfolgt die Abstrahlung möglichst flach. Die Verteilung der Nebenkeulen, welche verstärkt nach unten gerichtet sind, ist unsymmetrisch.

Bei Frequenzen von etwa 150 MHz und darüber werden Wendelantennen verwendet. Ab etwa einem Gigahertz dienen Parabolantennen sowohl zum Senden als auch zum Empfangen. Sind die Anforderungen qualitativ hoch, werden jedoch zumeist Muschelantennen eingesetzt, die im Vergleich zu den Parabolantennen bessere Strahlungscharakteristiken aufweisen. Da Muschelantennen trotz geringerer Baugröße etwa die gleichen Übertragungseigenschaften aufweisen wie Hornstrahler, haben sie diese weitgehend abgelöst. Gruppenantennen mit starker Richtwirkung sind in diesem Frequenzbereich ebenfalls zu finden, zum Beispiel die Phased Array Antenne und die Patchantenne.

Kleine kompakte Antennen mit hoher Richtwirkung, wie Satellitenempfangsanlagen und Parabolantennen, ermöglichen Frequenzen von 10 GHz und mehr. Für Frequenzen zwischen 92 und 98 GHz werden stark bündelnde Antennen für hochauflösende Radargeräte in einem Radom errichtet, welches die Größenordnung einer Rundumleuchte hat. Derartige Radargeräte überwachen beispielsweise den Verkehr auf Vorfeldern von Flughäfen.

Richtwirkung und Wirkungsgrad von Richtantennen

Das Maß für den Wirkungsgrad und die Richtwirkung einer Antenne ist der Antennengewinn. Dieser bezeichnet das Verhältnis der in die Hauptrichtung abgegebenen Strahlstärke im Vergleich zu einer verlustlosen Bezugsantenne, welche über die gleiche Speiseleistung verfügt und deren Antennengewinn definitionsgemäß 0 dB beträgt. Meist dienen ein hypothetischer Isotropstrahler oder eine Dipolantenne als Bezugsantenne.

Hochleistungsfähige und hochempfindliche Antennen sind immer auch stark richtungsempfindlich, da die Ausstrahlung bzw. der Empfang in allen anderen als der Hauptrichtung stark unterdrückt werden. Mit diesen Antennen können weiter entfernte Empfänger oder Sender erreicht werden.

In der Regel wird der Antennengewinn in der Hilfsmaßeinheit Dezibel angegeben. Da dies nur ein relatives Maß zur Bezugsantenne darstellt, erfolgt die Errechnung von der Bezugsantenne aus, die mit genannt werden muss. Wird der Antennengewinn in Bezug auf einen Isotropstrahler angegeben, dient dBi (isotrop) als Einheit. Bei Bezug auf eine λ/2-Dipolantenne wird stattdessen dBd (Dipol) geschrieben.

Tabelle: Antennengewinn verschiedener Richtantennen

Bauform

Antennengewinn

Halbwellendipol

2,15 dBi bzw. 0 dBd
Wellenwiderstand 73 Ω

Marconi-Antenne

0 dBd
Wellenwiderstand ca. 36 Ω

Faltdipol

ca. 3,7 dBi bzw. 1,5 dBd
Wellenwiderstand 240 Ω

Bi-Quad-Antenne ohne Reflektor

7,2 bis 10,2 dBi bzw. 5 bis 8 dBd

Bi-Quad-Antenne mit Reflektor

10,2 bis 12,2 dBi bzw. 10 bis12 dBd

Patchantenne

pro Patch bis ca. 10 dBi bzw. 8 dBd

Wendelantenne

10 bis 18 dBd
von Zahl der Windungen abhängig

Yagi-Uda-Antenne

ca. 3 bis 15 dBd
von Elementzahl und Länge abhängig

Parabolantenne

20 dBi bis über 70 dBi
von Frequenz und Durchmesser abhängig

Die passende Antenne auf eBay finden

Bei eBay sind viele verschiedene Arten von Richtantennen zu finden. Da diese unterschiedlichen Zwecken dienen, verteilen sie sich auf mehrere Kategorien. Im Bereich Computer, Tablets & Netzwerk gibt es in der Unterkategorie Firmennetzwerk, Server unterschiedlichste Richtantennen für den WLAN-Bereich.

Antennen für Amateurfunker sind unter Handys & Kommunikation in der Kategorie Funktechnik zu finden. Hier besteht die Möglichkeit, nach Ausrichtung, Frequenzband, Marke und Verwendungszweck zu filtern. Betriebs- & PMR-Funkantennen, CB-Funkantennen und diverses Zubehör für den Amateurfunk wie Verstärker, Empfänger und Sender sind ebenfalls an dieser Stelle kategorisiert.

Fazit

Wer eine Richtantenne kaufen möchte, steht vor einem riesigen Angebot. Vor dem Kauf ist es daher nötig, sich eingehend darüber zu informieren, welche Antennen für welche Frequenzen und Reichweiten geeignet sind. Darüber hinaus ist darauf zu achten, dass Richtantennen in Deutschland aufgrund gesetzlicher Bestimmungen nur mit einer maximalen Ausgangsleistung von 500 mW in Senderichtung betrieben werden dürfen.

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