5G Netzwerkantenne
Was ist
Antenne
Gewinn, und ist höher immer besser?
Geschätzte 10 Minuten zum Lesen
Betrachten wir den Antennengewinn und ob ein höherer Wert immer vorzuziehen ist. Tatsächlich hängt er ganz von der Anwendung der Antenne ab. Nehmen wir zum Beispiel eine Taschenlampe: Entfernt man den Reflektor, verliert das Licht natürlich an Intensität. Benötigt man jedoch eine omnidirektionale Lichtquelle zur gleichmäßigen Raumausleuchtung, ist es sinnvoller, den Reflektor zu entfernen, um eine gleichmäßige Lichtverteilung zu ermöglichen. Umgekehrt ist es bei der Herstellung eines Lasers zweifellos eine Verbesserung, das gesamte Licht der Glühbirne mit einer Linse zu einem schmalen Strahl zu bündeln. Dieser konzentrierte Strahl ist jedoch ungeeignet, um einen ganzen Raum auszuleuchten.
Dieses Phänomen der Lichtbündelung in eine bestimmte Richtung wird Richtwirkung genannt, und der Grad der Bündelung wird als Verstärkung bezeichnet. Im Bereich der Antennen verhalten sich diese beiden Konzepte sehr ähnlich wie bei einer Lichtquelle. Stellen Sie sich eine
Antenne
Strahlungsenergie gleichmäßig in alle Richtungen wie eine Kerze; es handelt sich um einen ungerichteten isotropen Strahler. Technisch wird dies als 0 dBi definiert, was bedeutet, dass die Strahlungsenergie in alle Richtungen gleich ist.
Wenn Sie nun einen Spiegel neben die Kerze stellen, verändert dieser die Verteilung der Lichtenergie und verleiht der Kerze eine Richtwirkung. Der Spiegel macht die eine Hälfte des Raumes dunkler und die andere Hälfte heller, da das Licht reflektiert und in eine Richtung konzentriert wird. Dieser Ansatz, Energie aus weniger günstigen Richtungen zu „stehlen“ und umzulenken, um sie in bestimmte Richtungen zu verstärken, gilt auch für
Antennen
.
Antennen erzeugen also keine Radioenergie, sondern übertragen, leiten oder konzentrieren sie lediglich in eine bestimmte Richtung. Diese Richtcharakteristik wird als Verstärkung bezeichnet. Ein Spiegel kann die Hälfte der Energie einer Kerze umlenken, sodass sie in bestimmten Richtungen doppelt so hell erscheint – entsprechend zwei Kerzen. In diesem Fall spricht man von einer Verstärkung von 3 dB, da der Spiegel die Energie verdoppelt.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Einheit zur Messung
Antenne
Die Verstärkung wird in Dezibel (dB) angegeben. Sie ist jedoch typischerweise relativ zu einer Referenzantenne. Üblicherweise wird die Strahlungsintensität einer Rundstrahlantenne oder einer Halbwellendipolantenne mit gleicher Eingangsleistung in eine bestimmte Richtung als Referenzwert verwendet. Bei einer Rundstrahlantenne als Referenz wird sie als dBi (i – isotrop) angegeben, bei einer symmetrischen Halbwellendipolantenne als dBd (d – Dipol).
Aus der Definition des Antennengewinns geht hervor, dass er sich auf das quadratische Verhältnis der elektrischen Feldstärken (d. h. das Leistungsverhältnis) bezieht, die von einer realen Antenne und einem idealen Strahlungselement am selben Punkt im Raum bei gleicher Eingangsleistung erzeugt werden. Er beschreibt quantitativ den Grad, in dem eine Antenne die Eingangsleistung konzentriert und abstrahlt.
Die Verstärkungsleistung eines
Antenne
in verschiedene Richtungen wird durch ein Antennengewinnmuster (oder Strahlungsmuster) dargestellt. Je schmaler die Hauptkeule und je kleiner die Nebenkeulen des Musters, desto höher der Gewinn.
Alle Antennen weisen eine gewisse Richtwirkung auf, und die unterschiedlichen Verstärkungseffekte in verschiedenen Richtungen spiegeln diese Richtwirkung wider. Selbst Rundstrahlantennen weisen „blinde Flecken“ oder „Nullstellen“ in ihrem Strahlungsmuster auf.
Nachdem wir die wahre Bedeutung von Verstärkung verstanden haben, können wir besser bestimmen, ob für eine bestimmte Anwendung mehr oder weniger Verstärkung sinnvoll ist. Eine Hochleistungsantenne muss, wie eine Taschenlampe, in eine bestimmte Richtung ausgerichtet werden. Obwohl die Antenne keine neue Hochfrequenzenergie erzeugt, überträgt ihre Richtwirkung das Signal effektiv an den Zielort.
Wenn Sie jedoch eine
drahtlos
Um einen ganzen Raum gleichmäßig mit einem Signal zu beschallen, benötigen Sie möglicherweise weder Verstärkung noch die damit verbundene Richtwirkung. Denn Verstärkung „stiehlt“ Strahlungsenergie aus bestimmten Richtungen, um das Signal in anderen Richtungen zu verstärken.
