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Das Grundprinzip der Antenne

Das Grundprinzip einer Antenne besteht darin, dass hochfrequente Ströme um sie herum wechselnde elektrische und magnetische Felder erzeugen.Nach Maxwells Theorie des elektromagnetischen Feldes „erzeugen sich ändernde elektrische Felder magnetische Felder, und sich ändernde magnetische Felder erzeugen elektrische Felder“.Bei fortgesetzter Erregung wird eine drahtlose Signalausbreitung realisiert.

Verstärkungskoeffizient

Das Verhältnis der gesamten Eingangsleistung der Antenne wird als maximaler Verstärkungskoeffizient der Antenne bezeichnet.Es ist eine umfassendere Darstellung der effektiven Nutzung der gesamten HF-Leistung durch die Antenne als der Richtwirkungskoeffizient der Antenne.Und ausgedrückt in Dezibel.Es lässt sich mathematisch beweisen, dass der maximale Gewinnkoeffizient der Antenne gleich dem Produkt aus Antennenrichtwirkungskoeffizient und Antennenwirkungsgrad ist.

Die Effizienz der Antenne

Es ist das Verhältnis der von der Antenne abgestrahlten Leistung (d. h. der Leistung, die den Teil der elektromagnetischen Welle effektiv umwandelt) zur Wirkleistungsaufnahme der Antenne.Es ist immer kleiner als 1.

Antennenpolarisationswelle

Eine elektromagnetische Welle breitet sich im Raum aus. Wenn die Richtung des elektrischen Feldvektors stationär bleibt oder sich nach einer bestimmten Regel dreht, wird dies Polarisationswelle, auch Antennenpolarisationswelle oder polarisierte Welle genannt.Kann normalerweise in ebene Polarisation (einschließlich horizontaler Polarisation und vertikaler Polarisation), zirkulare Polarisation und elliptische Polarisation unterteilt werden.

Die Polarisationsrichtung

Die Richtung des elektrischen Feldes einer polarisierten elektromagnetischen Welle wird Polarisationsrichtung genannt.

Die Polarisationsfläche

Die durch die Polarisationsrichtung und die Ausbreitungsrichtung der polarisierten elektromagnetischen Welle gebildete Ebene wird Polarisationsebene genannt.

Vertikale Polarisation

Die Polarisation von Radiowellen, oft mit der Erde als Standardoberfläche.Die Polarisationswelle, deren Polarisationsfläche parallel zur Erdnormalebene (vertikale Ebene) verläuft, wird als vertikale Polarisationswelle bezeichnet.Die Richtung seines elektrischen Feldes verläuft senkrecht zur Erde.

Horizontale Polarisation

Die Polarisationswelle, die senkrecht zur normalen Erdoberfläche verläuft, wird horizontale Polarisationswelle genannt.Die Richtung seines elektrischen Feldes verläuft parallel zur Erde.

Die Polarisationsebene

Bleibt die Polarisationsrichtung der elektromagnetischen Welle in einer festen Richtung, spricht man von ebener Polarisation, auch linearer Polarisation genannt.Die ebene Polarisation kann in den Komponenten des elektrischen Feldes parallel zur Erde (horizontale Komponente) und senkrecht zur Erdoberfläche erhalten werden, deren räumliche Amplituden beliebige relative Beträge haben.Sowohl die vertikale als auch die horizontale Polarisation sind Sonderfälle der ebenen Polarisation.

Zirkularpolarisation

Wenn sich der Winkel zwischen der Polarisationsebene und der geodätischen Normalebene der Radiowellen periodisch von 0 auf 360° ändert, dh die Größe des elektrischen Feldes unverändert bleibt, ändert sich die Richtung mit der Zeit und die Flugbahn des Endes des elektrischen Feldvektors als Kreis auf die Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung projiziert wird, spricht man von Zirkularpolarisation.Zirkularpolarisation kann erreicht werden, wenn die horizontalen und vertikalen Komponenten des elektrischen Feldes gleiche Amplituden und Phasenunterschiede von 90° oder 270° aufweisen.Zirkularpolarisation: Wenn sich die Polarisationsoberfläche mit der Zeit dreht und eine rechtsspirale Beziehung zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle aufweist, spricht man von rechtszirkularer Polarisation;Im Gegenteil, wenn eine Linksspirale vorliegt, spricht man von einer Linkszirkularpolarisation.

Die elliptische Polarisation

Wenn sich der Winkel zwischen der Radiowellenpolarisationsebene und der geodätischen Normalebene periodisch von 0 auf 2π ändert und die Trajektorie des Endes des elektrischen Feldvektors als Ellipse auf die Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung projiziert wird, spricht man von einer Ellipse Polarisation.Wenn die Amplitude und Phase der vertikalen und horizontalen Komponenten des elektrischen Feldes beliebige Werte haben (außer wenn die beiden Komponenten gleich sind), kann die elliptische Polarisation erhalten werden.

Langwellenantenne, Mittelwellenantenne

Es ist eine allgemeine Bezeichnung für Sende- oder Empfangsantennen, die im Lang- und Mittelwellenbereich arbeiten.Lange und mittlere Wellen breiten sich als Bodenwellen und Himmelswellen aus, die kontinuierlich zwischen der Ionosphäre und der Erde reflektiert werden.Nach dieser Ausbreitungscharakteristik sollen Lang- und Mittelwellenantennen in der Lage sein, vertikal polarisierte Wellen zu erzeugen.Bei Lang- und Mittelwellenantennen werden häufig vertikale Bodenantennen, vertikale Bodenantennen, umgekehrte L-Typen, T-Typen und Schirmantennen verwendet.Lang- und Mittelwellenantennen sollten über eine gute Bodenvernetzung verfügen.Bei Lang- und Mittelwellenantennen gibt es viele technische Probleme, wie z. B. geringe effektive Höhe, geringer Strahlungswiderstand, geringer Wirkungsgrad, schmales Durchlassband und kleiner Richtungskoeffizient.Um diese Probleme zu lösen, ist die Antennenstruktur oft sehr komplex und sehr groß.

Kurzwellenantenne

Die im Kurzwellenband arbeitenden Sende- bzw. Empfangsantennen werden zusammenfassend als Kurzwellenantennen bezeichnet.Kurzwelle wird hauptsächlich durch die von der Ionosphäre reflektierte Himmelswelle übertragen und ist eines der wichtigen Mittel der modernen Funkkommunikation über große Entfernungen.Es gibt viele Formen von Kurzwellenantennen, unter denen die symmetrische Antenne, die Inphase-Horizontalantenne, die Doppelwellenantenne, die Winkelantenne, die V-förmige Antenne, die Rautenantenne, die Fischgrätenantenne usw. am häufigsten verwendet werden.Im Vergleich zur Langwellenantenne bietet die Kurzwellenantenne die Vorteile einer höheren effektiven Höhe, eines höheren Strahlungswiderstands, eines höheren Wirkungsgrads, einer besseren Richtwirkung, eines höheren Gewinns und eines breiteren Durchlassbands.

Ultrakurzwellenantenne

Die im Ultrakurzwellenband arbeitenden Sende- und Empfangsantennen werden Ultrakurzwellenantennen genannt.Ultrakurze Wellen breiten sich hauptsächlich durch Raumwellen aus.Es gibt viele Formen dieser Art von Antenne, darunter die am häufigsten verwendete Yaki-Antenne, konische Parabolantenne, doppelte konische Antenne, „Fledermausflügel“-TV-Sendeantenne und so weiter.

Mikrowellenantenne

Die in den Wellenbereichen Meterwelle, Dezimeterwelle, Zentimeterwelle und Millimeterwelle arbeitenden Sende- oder Empfangsantennen werden zusammenfassend als Mikrowellenantennen bezeichnet.Mikrowellen basieren hauptsächlich auf der Ausbreitung von Raumwellen. Um die Kommunikationsentfernung zu erhöhen, wird die Antenne höher aufgestellt.In der Mikrowellenantenne werden häufig Paraboloidantennen, Hornparaboloidantennen, Hornantennen, Linsenantennen, Schlitzantennen, dielektrische Antennen, Periskopantennen usw. verwendet.

Richtantenne

Richtantenne ist eine Antennenart, die elektromagnetische Wellen in einer oder mehreren bestimmten Richtungen besonders stark sendet und empfängt, während die Übertragung und der Empfang elektromagnetischer Wellen in andere Richtungen Null oder sehr gering ist.Der Zweck der Verwendung von gerichteten Sendeantennen besteht darin, die effektive Nutzung der Strahlungsleistung zu erhöhen und die Geheimhaltung zu erhöhen.Der Hauptzweck der Verwendung einer gerichteten Empfangsantenne besteht darin, die Entstörungsfähigkeit zu erhöhen.

Ungerichtete Antenne

Die Antenne, die elektromagnetische Wellen gleichmäßig in alle Richtungen ausstrahlt oder empfängt, wird als ungerichtete Antenne bezeichnet, z. B. als Peitschenantenne, die in kleinen Kommunikationsgeräten usw. verwendet wird.

Breitbandantenne

Eine Antenne, deren Richtwirkung, Impedanz und Polarisationseigenschaften über ein breites Band nahezu konstant bleiben, wird als Breitbandantenne bezeichnet.Die frühe Breitbandantenne verfügt über eine Rhombusantenne, eine V-Antenne, eine Doppelwellenantenne, eine Scheibenkegelantenne usw., die neue Breitbandantenne über eine Antenne mit logarithmischer Periode usw.

Abstimmung der Antenne

Eine Antenne, die nur in einem sehr schmalen Frequenzband eine vorgegebene Richtwirkung aufweist, wird als abgestimmte Antenne oder abgestimmte Richtantenne bezeichnet.Typischerweise bleibt die Richtwirkung einer abgestimmten Antenne nur bis zu 5 Prozent des Bandes in der Nähe ihrer Abstimmfrequenz konstant, während sich die Richtwirkung bei anderen Frequenzen so stark ändert, dass die Kommunikation gestört wird.Abgestimmte Antennen sind für Kurzwellenkommunikation mit variablen Frequenzen nicht geeignet.Das Gleiche – Phasenhorizontalantenne, Faltantenne und Zickzackantenne sind allesamt abgestimmte Antennen.

Vertikale Antenne

Vertikale Antenne bezieht sich auf die Antenne, die senkrecht zum Boden platziert ist.Es gibt symmetrische und asymmetrische Formen, wobei letztere häufiger verwendet wird.Symmetrische Vertikalantennen werden normalerweise mittig gespeist.Die asymmetrische Vertikalantenne speist zwischen der Unterseite der Antenne und dem Boden und ihre maximale Strahlungsrichtung konzentriert sich in Bodenrichtung, wenn die Höhe weniger als die Hälfte der Wellenlänge beträgt, sodass sie für den Rundfunk geeignet ist.Die asymmetrische Vertikalantenne wird auch als vertikale Bodenantenne bezeichnet.

Gießen Sie die L-Antenne

Eine Antenne, die durch die Verbindung eines vertikalen Kabels mit einem Ende eines einzelnen horizontalen Kabels gebildet wird.Aufgrund ihrer Form, die dem englischen Buchstaben L auf dem Kopf ähnelt, wird sie als umgekehrte L-Antenne bezeichnet.Das γ des russischen Buchstabens ist das umgekehrte L des englischen Buchstabens.Daher ist eine γ-Antenne praktischer.Es handelt sich um eine Form einer vertikal geerdeten Antenne.Um die Effizienz der Antenne zu verbessern, kann ihr horizontaler Teil aus mehreren Drähten bestehen, die auf derselben horizontalen Ebene angeordnet sind, und die von diesem Teil erzeugte Strahlung kann ignoriert werden, während die vom vertikalen Teil erzeugte Strahlung ignoriert wird.Invertierte L-Antennen werden im Allgemeinen für die Langwellenkommunikation verwendet.Seine Vorteile sind einfache Struktur und bequemer Aufbau;Nachteile sind großer Platzbedarf und schlechte Haltbarkeit.

T-Antenne

In der Mitte des horizontalen Drahtes ist ein vertikales Kabel angeschlossen, das die Form des englischen Buchstabens T hat und daher T-Antenne genannt wird.Es handelt sich um den gebräuchlichsten Typ vertikal geerdeter Antennen.Der horizontale Anteil der Strahlung ist vernachlässigbar, die Strahlung wird durch den vertikalen Anteil erzeugt.Um die Effizienz zu verbessern, kann der horizontale Abschnitt auch aus mehr als einem Draht bestehen.Die T-förmige Antenne hat die gleichen Eigenschaften wie die umgekehrte L-förmige Antenne.Es wird im Allgemeinen für Langwellen- und Mittelwellenkommunikation verwendet.

Schirmantenne

Auf der Oberseite eines einzelnen vertikalen Drahtes sind mehrere geneigte Leiter in alle Richtungen nach unten geführt, so dass die Antenne die Form eines offenen Regenschirms hat, daher spricht man von einer Schirmantenne.Es handelt sich auch um eine Form einer vertikal geerdeten Antenne.Seine Eigenschaften und Verwendungszwecke sind die gleichen wie bei umgekehrten L- und T-förmigen Antennen.

Peitschenantenne

Bei der Peitschenantenne handelt es sich um eine flexible vertikale Stabantenne, die im Allgemeinen eine Viertel- oder Halbwellenlänge hat.Die meisten Peitschenantennen verwenden ein Netz anstelle eines Erdungskabels.Kleine Peitschenantennen nutzen oft das Metallgehäuse eines kleinen Radiosenders als Bodennetzwerk.Um die effektive Höhe der Peitschenantenne zu erhöhen, können manchmal einige kleine Speichenblätter an der Oberseite der Peitschenantenne oder eine Induktivität am mittleren Ende der Peitschenantenne angebracht werden.Die Peitschenantenne kann für kleine Kommunikationsgeräte, Chat-Geräte, Autoradios usw. verwendet werden.

Symmetrische Antenne

Zwei Drähte gleicher Länge, die in der Mitte getrennt und an eine Einspeisung angeschlossen sind, können als Sende- und Empfangsantennen verwendet werden. Eine solche Antenne wird als symmetrische Antenne bezeichnet.Da Antennen manchmal als Oszillatoren bezeichnet werden, werden symmetrische Antennen auch als symmetrische Oszillatoren oder Dipolantennen bezeichnet.Ein symmetrischer Oszillator mit einer Gesamtlänge von einer halben Wellenlänge wird Halbwellenoszillator, auch Halbwellendipolantenne genannt.Es handelt sich um die einfachste und am weitesten verbreitete Elementantenne.Daraus bestehen viele komplexe Antennen.Der Halbwellenoszillator hat einen einfachen Aufbau und eine bequeme Speisung.Es wird häufig in der Nahfeldkommunikation eingesetzt.

Käfigantenne

Es handelt sich um eine breitbandige, schwach gerichtete Antenne.Bei einer symmetrischen Antenne handelt es sich um einen Hohlzylinder, der von mehreren Drähten umgeben ist, anstelle eines einzelnen Drahtstrahlungskörpers. Da der Strahlungskörper käfigförmig ist, wird er Käfigantenne genannt.Das Betriebsband der Käfigantenne ist breit und einfach abzustimmen.Es eignet sich für die Fernleitungskommunikation im Nahbereich.

Hornantenne

Gehört zu einer Art symmetrischer Antenne, deren beide Arme jedoch nicht in einer geraden Linie, sondern in einem Winkel von 90° oder 120° angeordnet sind, sogenannte Winkelantenne.Bei dieser Art von Antenne handelt es sich im Allgemeinen um ein horizontales Gerät, dessen Richtwirkung keine Rolle spielt.Um die Breitbandeigenschaften zu erhalten, können die beiden Arme der Winkelantenne auch die Käfigstruktur annehmen, die als Winkelkäfigantenne bezeichnet wird.

Entspricht der Antenne

Das Biegen der Oszillatoren in parallele symmetrische Antennen wird als gefaltete Antenne bezeichnet.Es gibt verschiedene Formen von umgewandelten Doppeldrahtantennen, umgewandelten Dreidrahtantennen und umgewandelten Mehrdrahtantennen.Beim Biegen sollte der Strom am entsprechenden Punkt jeder Leitung in der gleichen Phase sein.Aus der Ferne sieht die gesamte Antenne wie eine symmetrische Antenne aus.Im Vergleich zur symmetrischen Antenne ist jedoch die Strahlung der umgebauten Antenne erhöht.Die Eingangsimpedanz erhöht sich, um die Kopplung mit der Einspeisung zu erleichtern.Die gefaltete Antenne ist eine abgestimmte Antenne mit einer schmalen Betriebsfrequenz.Es wird häufig in Kurzwellen- und Ultrakurzwellenbändern eingesetzt.

V-Antenne

Eine Antenne, die aus zwei in einem Winkel zueinander stehenden Drähten in Form des Buchstabens V besteht. Der Anschluss kann offen oder mit einem Widerstand verbunden sein, der der charakteristischen Impedanz der Antenne entspricht.Die V-förmige Antenne ist unidirektional und die maximale Senderichtung liegt in der vertikalen Ebene entlang der Winkellinie.Seine Nachteile sind ein geringer Wirkungsgrad und ein großer Platzbedarf.

Rhombische Antenne

Es ist eine Breitbandantenne.Es besteht aus einem horizontalen Diamanten, der an vier Säulen hängt. Einer der Diamanten ist in einem spitzen Winkel mit der Zuleitung verbunden und der andere ist mit einem Anschlusswiderstand verbunden, der der charakteristischen Impedanz der Diamantantenne entspricht.Es ist unidirektional in der vertikalen Ebene, die in Richtung des Anschlusswiderstands zeigt.

Die Vorteile der Rhombus-Antenne sind hoher Gewinn, starke Richtwirkung, Breitband, einfache Einrichtung und Wartung;Der Nachteil ist der große Platzbedarf.Nach der Verformung der Rautenantenne gibt es drei Formen der Doppelrautenantenne, der Antwortrautenantenne und der Faltrautenantenne.Rhombus-Antennen werden im Allgemeinen in mittleren und großen Kurzwellen-Empfangsstationen verwendet.

Tellerkegelantenne

Es handelt sich um eine Ultrakurzwellenantenne.Die Oberseite ist eine Scheibe (Strahlungskörper), die von der Kernleitung der Koaxialleitung gespeist wird, und die Unterseite ist ein Kegel, der mit dem Außenleiter der Koaxialleitung verbunden ist.Die Wirkung des Kegels ähnelt der des unendlichen Bodens.Durch Ändern des Neigungswinkels des Kegels kann sich die maximale Strahlungsrichtung der Antenne ändern.Es verfügt über ein extrem breites Frequenzband.