Inhalt
- Was sind Multiband-Antennen?
- Was sind Multibeam-Antennen?
- Wie sie sich voneinander unterscheiden
- Die Überlappung zwischen Multibeam-Antennen und Multiband-Antennen
Tamara Wilhite ist technische Redakteurin, Wirtschaftsingenieurin, Mutter von zwei Kindern und veröffentlichte Science-Fiction- und Horror-Autorin.
Multiband-Antennen und Multibeam-Antennen sind sehr unterschiedliche Geräte, obwohl sich ihre Anwendungen und Verwendungsmöglichkeiten häufig überschneiden. Wir werden erklären, was Multiband- und Multibeam-Antennen sind und wann sich ihre HF-Anwendungen überschneiden.
Was sind Multiband-Antennen?
Eine Multiband-Antenne ist eine Antenne, die auf vielen Frequenzen oder „Bändern“ arbeitet. Dazu gehören logarithmisch periodische Antennen, Planar-Disk-Antennen und Vivaldi-Antennen. Breitbandantennen und UWB-Antennen (Ultrawideband) sind per Definition Multiband-Antennen.
Die meisten dieser Multiband-Antennen sind gerichtet. Beispielsweise kann eine logarithmisch periodische Antenne eine Vielzahl von Frequenzen empfangen, aber der Strahl wird nur von der Spitze der Antenne ausgehen. Jedes der Elemente in einer logarithmisch periodischen Antenne ist für eine einzelne Frequenz, aber die mehreren Antennenelemente bilden zusammen eine Mehrbandantenne.
Was sind Multibeam-Antennen?
Eine Mehrstrahlantenne, Mehrstrahlantenne oder MBA-Antenne kann einfach mehr als einen „Strahl“ erzeugen. Es können mehrere unabhängige Strahlen aus einer einzigen Apertur erzeugt werden. Die meisten Mehrstrahlantennen sind passiv. Sie können die Form von Strahlformungsschaltungen, Phased-Array-Antennen, die auf Phasenverschiebungsverfahren beruhen, digitalen MBAs, die softwaredefinierten Funkgeräten ähneln, und quasi-optischen Komponenten annehmen. Eine übliche Methode ist die Verwendung digitaler Kanalisierer oder DCs, um jedem Strahl basierend auf den Verkehrsanforderungen eine digitale Bandbreite zuzuweisen.
Passive Strahlformungsnetzwerke können verwendet werden, um Rundstrahlantennen zu erzeugen, die auch auf einer Vielzahl von Wellenlängen arbeiten können. Dies steht in krassem Gegensatz zu omnidirektionalen Radantennen, die Signale aus jeder Richtung empfangen können, aber nur eine einzige Frequenz empfangen können.
Theoretisch erhöht die Mehrstrahltechnologie ihre Reichweite und Effizienz so, dass sie mit der einer Richtantenne vergleichbar ist. Wenn sie auf Mobiltelefonsysteme angewendet werden, können sie Daten senden und empfangen, ohne dass Repeater-Stationen erforderlich sind.
Mehrstrahl-Antennendesigns basieren häufig auf Raumteilungs-Mehrfachzugriffs- oder SDMA-Techniken. Diese Technologie wird bereits verwendet, um die Nutzung des verfügbaren Spektrums zu optimieren. Mit einem Mehrstrahlsystem können sie bis zu 48 Sektoren abdecken, während sie mit der herkömmlichen SDMA-Technik drei Sektoren in einem 360-Grad-Abdeckungsbereich abdecken können. Dies ermöglicht es dem Handyturm, viel mehr Kunden mit derselben Antenne ohne viel mehr Störungen zu bedienen. Sie haben ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis. Noch wichtiger ist, dass sie die Kapazität und die Servicequalität gegenüber Einzelstrahl- (insbesondere Richtantennen) und Zweistrahlnetzen erhöhen.
Mehrstrahlantennen werden zunehmend für die ereignisspezifische Mobilfunkabdeckung eingeführt, was die Anzahl der 3G- und 4G-Kunden, die ohne erhöhte Latenz oder höheres Risiko für unterbrochene Anrufe bedient werden können, drastisch erhöht. Die Mehrstrahlantennen werden jedoch normalerweise in geringerer Höhe installiert, um den Verkehr zu maximieren und Interferenzen zu minimieren.
Mehrstrahlantennen werden für die Verwendung in drahtlosen 5G-Kommunikationssystemen getestet, da sie eine hohe Datenübertragungsrate, spektrale Effizienz sowie Signal-zu-Interferenz- und Signal-zu-Interferenz-Verhältnisse unterstützen können. Mehrstrahlantennen werden von Anbietern von Kommunikationssatellitendiensten eingesetzt, um auch ihre Gesamtdienstkosten zu senken. Bei der Satellitenkommunikation werden regelmäßig Digital Channelizer Beamformers oder DCB verwendet.
Wie sie sich voneinander unterscheiden
Ein Weg, wie sich Mehrstrahlantennen von Mehrbandantennen unterscheiden, besteht darin, dass die Mehrbandantenne viele Strahlen erzeugen kann, die mit derselben Frequenz arbeiten. Oder es können mehrere Strahlen mit jeweils leicht unterschiedlicher Frequenz erzeugt werden. Kurz gesagt, Multibeam-Antennen können Multiband-Antennen sein oder nicht. Multiband-Antennen sind jedoch selten mehrstrahlig.
Die Überlappung zwischen Multibeam-Antennen und Multiband-Antennen
Sowohl Multibeam- als auch Multiband-Antennen werden in softwaredefiniertem Radio oder SDR verwendet. Multiband-Antennen sind erforderlich, damit ein softwaredefiniertes Radio einen weiten Frequenzbereich empfangen kann. Eine Mehrstrahlantenne ermöglicht es dem softwaredefinierten Radio, mehrere Signale in verschiedenen Frequenzen und Richtungen zu senden.
Ultrawideband- oder Multiband-Antennen werden verwendet, um softwaredefinierte Funkgeräte im Labor zu testen. Diese Antennen können gerichtet sein, da sie eine Person auf einem Mobiltelefon oder einem anderen Signalgenerator emulieren. In dieser Hinsicht werden regelmäßig Mehrbandantennen verwendet, um die Leistung von Mehrstrahlantennen zu testen.
