Antennengewinn
Der Antennengewinn gibt an welche Strahlungsintensität eine Antenne in eine bestimmte Raumrichtung im Vergleich zu einer Bezugsantenne abgeben würde, wenn beide mit der gleichen Leistung gespeist würden.Strahlungsintensität ist die abegegeben Leistung pro Raumwinkel-Element. In der Regel meint der Begriff Antennengewinn den maximalen Gewinn einer Antenne im Bezug zu einem Isotropstrahler. Die Richtung mit maximalem Gewinn bezeichnet man auch als Hauptstrahlrichtung. Als Bezugsgröße kann auch die Hauptstrahlrichtung dienen um es mit dem Abstrahlverhalten der Antenne in andere Richtungen zu beurteilen. Diese Betrachtung findet im Antennendiagramm Anwendung.
: bei jeweils gleicher Speiseleistung
Da Antennen grundsätzlich reziprok sind, gilt der Gewinn sowohl für Senden als auch Empfangen.
Im Gewinn mit einbezogen sind Verluste der Anschlussleitung und der Kontaktierung bis zum Anschlussstecker.
Bedeutung
thumb|Diagramm_zur_Strahlungsintensität
* Da sowohl der Sender seine Leistung in Richtung des Empfängers bündeln kann, als auch der Empfänger sich auf den Sender ausrichten kann, lässt sich die Reichweite einer Funkverbindung erhöhen
* Durch die gleichzeitige Verringerung des Öffnungswinkel findet eine geringere Störung durch andere Sender statt
* Eine Frequenz kann von mehreren Funkstrecken benutzt werden, solange diese nicht in der gleichen Schneise liegen
* Es kann Sendeleistung eingespart werden, da nur die gewünschte Raumrichtung mit höherer effizienz ausgeleuchtet werden müssen
Wertangaben
Der Antennengewinn wird in der Regel in der Hilfsmaßeinheit Dezibel (dB) angegeben.
Das heißt, er wird von einer Bezugsantenne ausgehend errechnet.
Dies geschieht mittels der nachfolgenden Formel.
:
Wenn nicht in dB gerechnet wird, spricht man von Antennengewinnfaktor:
:
Meist wird der Antennengewinn in Bezug auf den Isotropstrahler angegeben. Dann schreibt man als Einheit dBi (isotrop).
Bei Angabe des Wertes in Bezug auf eine Antenne des Typs λ/2-Dipol schreibt man dBd (dipol).
Beispiel: Der Antennengewinn eines λ/2-Dipols ist etwa 2,15 dBi und 0 dBd (weil auf sich selbst bezogen und Log(1)=0 ist).
Konstruktion und Gewinn
Will man eine Antenne mit großem Gewinn bauen, ist dies unvermeidlich mit einer Verringerung der Halbwertsbreite verbunden. Folgende Schätzformel veranschaulicht diesen zusammenhang.
:; Der Wirkungsgrad η liegt üblicherweise zwischen 0,6 und 0,8
Eine andere Schätzformel liefert anhand der Größe der Antenne im Bezug zur Wellenlänge eine Aussage über den Gewinn. Anwendbar ist diese z. B. bei Parabolantennen, jedoch nicht bei Yagi-Antennen.
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Verarbeitung
Letztlich entscheiden auch Verarbeitung und verwendete Materialien über die Effizienz einer Antenne.
Jede Steck-_oder_Schraubverbindung dämpft das Signal, erst recht wenn sie schon leicht oxidiert sind. Hier helfen Edelmetalle wie Gold, weil sie nicht so leicht oxidieren.
Lötstellen dämpfen das Signal grundsätzlich nicht, wobei es sehr darauf ankommt, wie sauber die Lötung durchgeführt wurde. Wenn das Lötzinn nicht vollständig mit dem Material verbunden ist ('kalte Lötstellen'), wird das Signal stark gedämpft.
Oft werden hochfrequente Verbinder nicht gelötet, sondern gecrimpt (gequetscht).
Beispiele
λ/2-Dipol (Halbwellendipol): 2,2 dBi bzw. 0 dBd (Wellenwiderstand 73 Ω)
Marconi-Antenne (Stabantenne) 0 dBd (Wellenwiderstand ca. 36 Ω)
Faltdipol: ca. 3,7 dBi bzw. 1,5 dBd (Wellenwiderstand 240 Ω)
Beverage-Langdrahtantenne (L= 5..10*λ): ca. 7-9,5 dBi bzw 5-7 dBd
Wendelantenne 10...18 dBd (abhängig von Zahl der Windungen)
Yagi-Antenne: ca. 3...13 dBd (abhängig von der Elementeanzahl)
Parabolantenne: von 20 dB bis weit über 70 dB (abhängig von Frequenz und Durchmesser)
Siehe auch
Antennentechnik
Freiraumdämpfung
Weblinks
* http://www.funkschau.de/heftarchiv/pdf/2000/fs13/f0013055.pdf
