Was ist ein Antennenstrahlungsmuster?
Ein Antennenstrahlungsmuster wird auf einem polaren oder rechteckigen Graphen gezeichnet, um die Wechselwirkungen von Antennenkomponenten zu bewerten, die dazu ausgelegt sind, ein elektromagnetisches Feld (EM-Feld) durch Wechselwirkung mit einem Wechselstrom zu senden oder zu empfangen. Frequenz und Polarisation werden in einer räumlichen Ebene unter Verwendung von Dezibel (dB) als Maßeinheit aufgezeichnet. Die Wechselwirkungen zwischen diesen Elementen erzeugen viele verschiedene geometrische Muster, die um verschiedene Antennentypen herum emittieren. Diagramme zeigen ihre spezifischen Sende- und Empfangsfähigkeiten und die relative Feldstärke.
Faktoren, die das Strahlungsmuster der Antenne beeinflussen, können die Eingangsimpedanz sein, die mit einem VNA-Messgerät (Vector Network Analyzer) oder einem SWR-Messgerät (Standing Wave Ratio) gemessen wird. Bandbreite, Effizienz, Azimut und Höhe runden die Analyse des Feldmusters ab. Durch Drehen der Antenne um 360 Grad in der horizontalen und vertikalen Ebene kann eine Polarkurve des EM-Strahlungsmusters erstellt werden.
Diese Antennengeräte sind in der Regel für eine bestimmte Frequenz und Verwendung in Einzel- oder Gruppenaufstellungen ausgelegt. Unterschiedliche Längen nähern sich Vielfachen oder Teilern einer Zielfrequenz. Sie senden und empfangen elektronische Informationen, die in EM-Frequenzen codiert sind, wie in der Radio- oder Fernsehkommunikation.
Kein Antennenstrahlungsmuster sendet gleichermaßen in alle Richtungen. Theoretisch isotrope Antennen haben Muster, die perfekt kugelförmig sind. Diese Modelle sind nicht gerichtet, sondern dienen nur als Vergleichsbasis für die Berechnung des Antennengewinns. Rundstrahlantennen weisen symmetrische Muster auf. Polarisationen in den Frequenzen erzeugen symmetrische Felder: Keulen und Nullräume, die sich von der Antennenachse aus erstrecken.
Symmetrische Monopol- und Dipolantennen weisen ein gleichermaßen symmetrisches Antennenstrahlungsmuster auf, da die Strahlung in bestimmten Winkeln phasenverschoben ausstrahlt und dort gegen Null geht. Die Achse der maximalen Strahlung verläuft durch eine Hauptkeule, während sich Nebenkeulen oder Nebenkeulen in andere Richtungen erstrecken. Eine Keule, die sich gegenüber der Strahlachse der Hauptkeule erstreckt, wird als Rückkeule bezeichnet.
Diagramme zeigen, dass die Wellenlänge umso stärker ist, je weiter ein Muster von der Achse entfernt ist. Diese sind im Druck als zweidimensionale Querschnitte dargestellt. Ein Antennenstrahlungsmuster kann unter Verwendung einer Computergrafikmodellierung in drei Dimensionen gezeigt werden.
Die Richtwirkung bezieht sich darauf, ob eine Antenne ausgerichtet werden muss. Satellitenfernsehschüsseln haben Richtcharakteristik, Handyantennen jedoch nicht. Stabantennen bedienen Radios und Handys. Yagi-Antennen sind Dipole mit halber Wellenlänge, die für Frequenzen über 10 Megahertz (MHz) verwendet werden. Diese üben ihren Dienst in der Citizens Band (CB), im Amateurfunk und im Fernsehempfang aus.
Aperture-Antennen sind Mikrowellen-Transceiver, die wie bei Handytürmen zu Platten, Geschirr und rechteckigen Arrays geformt sind. Das Antennenstrahlungsmuster erscheint als Torus oder Horn um die Strahlachse. Andere können schraubenförmig, konisch, parabolisch und mehr sein; Dutzende anderer Antennentypen und -muster existieren in zahlreichen geometrischen Variationen.