Inhalt
- Eine Einführung in UKW-Antennen
- Gängige UKW-Designs
- 1. UKW-Arrays
- 2. Multi-Element-Yagi-Antennen
- 3. Protokollieren Sie periodische Antennen
- 4. Konische Array-Antennen
- Eine Einführung in UHF-Antennen
- Gängige UHF-Designs
- 1. Fan-Dipol-Antennen
- 2. UHF-Reflektoren
- Verweise
Tamara Wilhite ist technische Redakteurin, Wirtschaftsingenieurin, Mutter von zwei Kindern und veröffentlichte Science-Fiction- und Horror-Autorin.
Eine Einführung in UKW-Antennen
UKW-Antennen oder „sehr hochfrequente“ Antennen sind für den Empfang von Signalen zwischen 30 MHz und 300 MHz ausgelegt. UKW-Signale werden nicht so stark beeinträchtigt wie UHF-Signale ("Ultrahochfrequenz" -Signale), daher werden sie für Sendungen mit größerer Reichweite verwendet.
Gängige UKW-Designs
Was sind einige der gebräuchlichsten UKW-Antennendesigns?
- UKW-Arrays
- Multi-Element-Yagi-Antennen
- Protokollieren Sie periodische Antennen
- Konische Array-Antennen
1. UKW-Arrays
Wenn Sie eine einfache Dipolantenne haben und einen Reflektor und ein Direktorelement hinzufügen, haben Sie eine Array-Antenne erstellt. Der Antennenreflektor ist länger als das angetriebene Element, während die Direktoren normalerweise kürzer als das angetriebene Element sind. Eine Array-Antenne kann nur zwei Elemente haben, während einige Dutzende haben. Eine Array-Antenne kann sogar ein Array von gefalteten Dipolantennen aufweisen.
Eine gestapelte Array-Antenne wird hergestellt, indem zwei oder mehr Array-Antennen in derselben vertikalen Ebene gestapelt werden. Durch horizontales Stapeln wird die Strahlbreite im Vergleich zu vertikal gestapelten Antennen fast immer verringert, weshalb die meisten kommerziellen FM- und TV-Sender vertikal gestapelte Antennen haben.
Die Array-Antennen haben idealerweise einen Abstand von einer halben Wellenlänge, damit sie nicht parasitär sind, obwohl ein größerer Abstand ihre Verstärkung verbessert. Der ideale Stapelabstand hängt von der Verstärkung der einzelnen Antennen ab. Die gestapelten Antennen müssen an eine gemeinsame Übertragungsleitung angeschlossen werden.
2. Multi-Element-Yagi-Antennen
Eine UKW-Yagi-Antenne enthält einen Direktor und einen Reflektor. Eine Yagi-Antenne kann eine Verstärkung von bis zu 20 dB haben, was sie für schwache Signalkommunikationsmodi beliebt macht. Yagi-Antennen können zu Arrays kombiniert werden. Die Dipole in einem Yagi mit mehreren Elementen können eine doppelte Funktion haben und je nach Frequenzband als Direktor oder Reflektor fungieren. Ein Abstand der Yagi-Antennen von 5/8 einer Wellenlänge ergibt die maximale Verstärkung.
Die Hauptschwäche von Yagi-Antennen besteht darin, dass es bei höheren Frequenzen schwierig ist, Signale zu speisen und anzupassen.
3. Protokollieren Sie periodische Antennen
Die logarithmische periodische Antenne ist eine Antenne mit hoher Verstärkung, die in einem breiten Frequenzband arbeitet. Logarithmische periodische Antennen enthalten eine Reihe von aktiven Dipolen, die in einer logarithmischen mathematischen Formel miteinander verbunden sind, die aus einer unendlichen Spirale modelliert ist. Dies ist die Basis des Namens "log periodic".
Periodische UKW-Log-Antennen haben Breitbandcharakteristiken ähnlich einem Dipolarray. Logarithmische periodische Antennen haben auch Richtcharakteristika wie ein Dipolarray.
4. Konische Array-Antennen
Konische Array-Antennen haben Reflektorelemente, die sich direkt aus dem Stützstrahl der Antenne heraus erstrecken. Die angetriebenen Elemente werden nach vorne gebogen, um eine konische Form zu erzeugen. Die konische Anordnung vergrößert effektiv den Durchmesser des Dipols und seine Bandbreite, ohne eine sehr große physikalische Struktur aufweisen zu müssen. Konische Array-Antennen können sowohl Hoch- als auch Niedrigband-UKW-Signale empfangen.
Eine Einführung in UHF-Antennen
Ultrahochfrequenz- oder UHF-Antennen senden oder empfangen Signale zwischen 300 MHz und 3.000 MHz oder 3 GHz. UHF-Signale sind normalerweise schwächer als vergleichbare VHF-Signale. Dies bedeutet, dass sie normalerweise so installiert werden müssen, dass so viel Signal wie möglich erfasst wird. Sie sind in der Regel viel länger als UKW-Antennen, da die Antennenlänge die Frequenzen bestimmt, die sie empfangen können, und die UHF-Wellenlängen kürzer sind als die UKW-Antennen.
Gängige UHF-Designs
Was sind einige der gebräuchlichsten UHF-Antennendesigns?
- Fan Dipol Antennen
- UHF-Reflektoren
1. Fan-Dipol-Antennen
Eine Lüfter-Dipolantenne hat zwei dreieckige Bleche oder Stangen, die einer Fliege ähneln. Sie erfassen eine große Bandbreite. Lüfterdipole sind in der Regel länger als Stabdipole. Eine Multiband-Lüfter-Dipolantenne besteht aus zwei bis fünf Halbwellendipolantennen, die an einem gemeinsamen parallelen Einspeisepunkt montiert sind.
2. UHF-Reflektoren
UHF-Reflektorantennen ähneln einer Lüfter-Dipolantenne, haben jedoch einen Signalreflektor hinter sich. Der Reflektor kann ein Maschensieb oder ein fester Reflektor sein. Feste Reflektoren können eine flache Folie oder ein Parabolreflektor sein. Der Parabolreflektor ist gekrümmt und konzentriert das Signal auf die Antenne. Dies kann die Verstärkung einer Dipolantenne um bis zu neun dB verbessern und ihre Leistung um das Achtfache erhöhen.
Eckreflektoren haben keine Kurve, sondern verwenden einfach ein gebogenes Blech. Der Eckwinkel des Deflektors kann 90 °, 60 ° oder 45 ° betragen. Je kleiner der Eckwinkel ist, desto niedriger ist die Impedanz der Antenne. Wenn sich der Winkel verringert, muss die Seitenlänge des Deflektors zunehmen. Einer der Vorteile der Eckreflektorantenne besteht darin, dass sie die Verstärkung der Antenne über das gesamte UHF-Band verbessert.
Das angetriebene Element der Antenne sollte sich in der Mitte des Reflektors befinden. Der Dipol darf nicht zu nahe an der Ecke des Reflektors liegen, da sonst die Strahlbreite breiter wird und Sie ein Mehrkeulenmuster von der Antenne riskieren.
Unabhängig davon, ob es sich um einen Feststoff- oder einen Netzreflektor handelt, sollte der Reflektor über den Rand der Dipole hinausragen. Maschensiebe sind fast so gut wie ein Massivmetallreflektor, solange der Maschenabstand weniger als ein Fünftel der Wellenlänge beträgt.
Die einzige Schwäche einer einzelnen Reflektorantenne gegenüber einem Array besteht darin, dass das Array ein breiteres Sichtfeld aufweist. Umgekehrt ist das Kalibrieren und Testen einfacher, wenn nur eine Antenne zum Arbeiten vorhanden ist, Sie jedoch keine störungsfreien Kalibrierungen oder Tests durchführen können.
Die Abmessungen von Eckreflektoren sind bei 220 MHz und darüber praktisch. Bei Frequenzen von 900 MHz und höher liefert der Reflektor eine viel höhere Verstärkung und ein schärferes Muster.
Verweise
Kent Britain, WA5VJB, wurde interviewt, um einige der in diesem Artikel enthaltenen Informationen zu erhalten. Er ist auch der Designer der hier gezeigten Antennen.
Dieser Artikel ist genau und nach bestem Wissen des Autors. Der Inhalt dient nur zu Informations- oder Unterhaltungszwecken und ersetzt nicht die persönliche Beratung oder professionelle Beratung in geschäftlichen, finanziellen, rechtlichen oder technischen Angelegenheiten.
