Antennentechnik

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Die An­ten­nen­tech­nik be­fasst sich mit der Ent­wick­lung und Her­stel­lung von An­ten­nen zum Emp­fan­gen und Sen­den elek­tro­ma­gne­ti­scher Wel­len. Sen­de­an­ten­nen wan­deln lei­tungs­ge­führ­te Wel­len in Frei­raum­wel­len um, die von Emp­fangs­an­ten­nen in eben­falls lei­tungs­ge­führ­te Wel­len zu­rück­ge­wan­delt wer­den. Die Ab­mes­sun­gen von An­ten­nen rich­ten sich nach der Län­ge der Wel­len. In der An­ten­nen­tech­nik wer­den da­her An­ten­nen-Bau­grö­ßen von et­li­chen hun­dert Me­tern (im Lang­wel­len­be­reich un­ter 10 kHz) bis zu we­ni­gen Mil­li­me­tern (im Hoch­fre­quenz­be­reich über 50 GHz) realisiert.

Weit ver­brei­te­te Bau­for­men sind:

• Rund­strahl­an­ten­nen
• Richt­an­ten­nen
• Stab­an­ten­nen
• Flach­an­ten­nen
• Loo­pan­ten­nen
• Fer­rit­an­ten­nen
• Ku­gel­strahl­an­ten­nen
• Pa­ra­bol­an­ten­nen
• Di­pol­an­ten­nen
• Pa­nelan­ten­nen
• Ya­gi-An­ten­nen
• 3D-An­ten­nen
• Horn­strah­ler

Die ein­zel­nen For­men zeich­nen sich mit un­ter­schied­li­chen Ab­strahl­ei­gen­schaf­ten aus.

Wich­ti­ge Pa­ra­me­ter bei der An­ten­nen­aus­le­gung sind:

• die Strah­lungs­cha­rak­te­ris­tik
• der Strah­lungs­wi­der­stand Rs
• die Im­pe­danz [Ω]
• der Wir­kungs­grad n_A
• der Richt­fak­tor D
• der An­ten­nen­ge­winn G
• die Ab­sorb­ti­ons­flä­che A_w
• die Band­brei­te

Ho­he Re­le­vanz für den Wir­kungs­grad ei­ner An­ten­ne hat die In­te­gra­ti­on von Heiz­flä­chen – et­wa durch den Ein­satz von Si­li­kon­heiz­mat­ten. Der Ak­ti­ons­ra­di­us der An­ten­nen­tech­nik er­streckt sich heu­te über al­le Be­rei­che des öf­fent­li­chen Le­bens und der Industrie.

Antennenfeldzonen

Der Be­reich an und um ei­ne An­ten­ne wird in drei Fel­der eingeteilt:

• Nah­feld
• Über­gangs­feld
• Fern­feld

Sicherheitsaspekte bei der Antennentechnik

Bei der An­ten­nen­tech­nik müs­sen drei we­sent­li­che, si­cher­heits­re­le­van­te Punk­te be­ach­tet werden:

• Sta­tik
  Im Frei­en auf­ge­stell­te An­ten­nen sind nicht vom Wind ge­schützt. Sie bie­ten stär­ke­ren Win­den ei­ne gro­ße An­griffs­flä­che, die in der Pla­nung ein­be­rech­net wer­den müssen.
• Blitz­schutz
  Je hö­her ei­ne An­ten­ne im Frei­en ein­ge­setzt wird, des­to wahr­schein­li­cher ist der Ein­schlag ei­nes Blit­zes. Schutz­vor­keh­run­gen müs­sen ge­trof­fen werden.
• Eis
  Be­son­ders im Win­ter ist mit Eis­bil­dung an der An­ten­ne zu rech­nen. Das Eis kann da­zu füh­ren, dass das Si­gnal der An­ten­ne er­heb­lich ge­stört wird. Zu­dem be­steht die Ge­fahr, dass sich das Eis löst und auf Ob­jek­te oder Per­so­nen her­un­ter­fällt. Um dem ent­ge­gen­zu­wir­ken wer­den Heiz­ele­men­te, wie zum Bei­spiel Si­li­kon­heiz­ele­men­te, in und an den An­ten­nen angebracht.

Simulation

In der An­ten­nen­tech­nik kom­men sehr vie­le Pa­ra­me­ter zu­sam­men, die auf­ein­an­der ab­ge­stimmt wer­den müs­sen, um ei­ne rei­bungs­lo­se Funk­ti­on der An­ten­ne zu ge­währ­leis­ten. Um al­le Da­ten zu er­fas­sen, ha­ben sich spe­zi­el­le Si­mu­la­ti­ons­pro­gram­me eta­bliert, mit de­nen zahl­rei­che Aspek­te auf­ein­an­der ab­ge­stimmt, be­rech­net wer­den können.

Probleme in der Antennentechnik

Im All­ge­mei­nen gilt: Je hö­her die über­tra­ge­ne Fre­quenz ist, des­to hö­her sind die An­for­de­run­gen an das De­sign der An­ten­ne und den ein­zel­nen Bauteilen.

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