Antennen haben viele Parameter. Abgesehen von den Abmessungen und dem Gewicht sind beim Aufbau auch Windlast und Wetterfestigkeit wichtig. Symmetrie, Resonanzfrequenzen und Impedanz sind wichtig für den Anschluss. Für den Betrieb ist dann noch wichtig, in welche Richtung die Antenne abstrahlt. Was passiert nun bei dieser gerichteten Abstrahlung?

In dem Zusammenhang sagt man die Antenne sei der beste Verstärker. Aber ergibt das auch wirklich Sinn? Was tut ein Verstärker? Am Eingang liegt ein Signal an. Dieses wird mithilfe zugeführter elektrischer Energie meist um einen konstanten Faktor, also linear, verstärkt.

Wo kommt diese elektrische Energie nun bei der Antenne her? Die Antwort ist ganz einfach: Die Antenne ist gar kein Verstärker, sondern ein “Umverteiler”. Gehen wir hier mal von der theoretisch primitivsten Antenne aus, dem perfekten Rundstrahler, auch isotroper Strahler genannt. Er strahlt in alle Richtungen exakt gleich ab. Sein Strahlungsdiagramm entspricht einer Kugel. Dass wir so einen Strahler in der Praxis nicht bauen können, braucht uns hier nicht zu interessieren.

Nun betreiben wir unsere Antennen meist auf der Erde. Wir stellen das Strahlungsdiagramm also auf die Erdoberfläche und betrachten die Strahlung von der Seite. Für gewöhnlich wollen wir keine Strahlung nach unten in die Erde. Und genau nach oben ist meist auch nicht sinnvoll. Wir konstruieren die Antenne also so, dass sie in diese Richtung nicht abstrahlt. Was passiert nun mit dieser Energie? Sie wird quasi umverteilt in die Richtung, die wir haben wollen, in die Abstrahlrichtung. Nun müsste das Strahlungsdiagramm also in diese Richtung “länger” werden. Das macht man für gewöhnlich nicht. Stattdessen gibt man das Maß, um das diese “Keule” länger ist als die gleich verteilte isotrope Abstrahlung, als Gewinn in dBi an. Das ist der sogenannte Elevations-Gewinn, weil die resultierende Keule auch den Abstrahlwinkel gegenüber dem Erdboden, also die Elevation, angibt.

Genau das Gleiche kann man nun auch im Azimut machen, also ein mal rundum. Besonders bei DX ist die Abstrahlung nach hinten und zur Seite unerwünscht. Man schiebt diese Abstrahlung ein Mal im Kreis herum auch zur Hauptstrahlrichtung zusammen und erhält entsprechend den Azimut -Gewinn.

Beides wird üblicherweise in Diagrammen eingezeichnet in denen dann auch der Abfall des Gewinns rechts und links bzw. über und unter der Hauptkeule ablesbar ist. Zusammengenommen bilden die zweidimensionale Elevations-Keule und die Azimut-Keule eine dreidimensionale Keule mit dem Gesamt-Antennengewinn.

Der Gewinn in dBi ist also die gegenüber dem isotropen Kugelstrahler zusammengefasste abgestrahlte Leistung in Richtung der Spitze der Hauptkeule. Da man wie schon gesagt so einen isotropen Kugelstrahler in der Praxis nicht bauen und betreiben kann, wird als Bezugsgröße auch gern der Gewinn über dem Dipol dBd angegeben. Aber die beiden unterscheiden sich nur um einen konstanten Wert. Und während auch ein perfekter Dipol in Wirklichkeit gar nicht realisierbar ist, hat der isotrope Strahler immerhin den Vorteil, dass er für Modellrechnungen wie die Freiraumdämpfung sehr nützlich ist. Dazu erfreut er Produzenten und Händler von Antennen, denn der Wert in dBi ist etwas höher als der in dBd. Und höhere Werte sind halt cool 😜.

Öffnungswinkel

Um zu beurteilen, wie schmal diese Keule nun ist, gibt man eine “Breite” an, in der das Signal auf einen bestimmten Wert abfällt. Für gewöhnlich sind das 3dB. Das ist gerade mal eine halbe S-Stufe, sagt also in der Praxis oft nicht ganz so viel aus. Daher wird oft auch noch ein Öffnungswinkel für 10dB angegeben. Vergleicht man verschiedene Antennen, muss man darauf achten die gleichen Werte zu betrachten.

Ganz naiv möchte man meinen, ein hoher Gewinn und damit ein schmaler Öffnungswinkel sind immer wünschenswert. Solange das Ziel gut bekannt ist, mag das auch stimmen. Auch dass man Störungen von der Seite so ausblenden kann, ist ein Vorteil. Aber es bedeutet umgekehrt auch, dass man Stationen von “rechts und links” nicht hört. Das kann im Contest-Betrieb auch von Nachteil sein. Der Öffnungswinkel muss also der Art des Funkbetriebs angepasst sein.

Kategorien: Technik