Was ist eine Rundstrahlantenne?

Antennen sind Geräte, die für die drahtlose Kommunikation verwendet werden, indem sie das erforderliche Informationssignal in elektromagnetische Wellen umwandeln. Antennen können entweder Sende- oder Empfangsantennen sein. Sie lassen sich aufgrund ihrer physischen Struktur, ihrer Betriebsfrequenzbereiche oder ihrer Anwendungsmodi in verschiedene Typen einteilen.

Rundstrahlantennen sind eine der beliebtesten Antennenarten, die Signale in alle Richtungen gleichmäßig empfangen und ausstrahlen können, was sie ideal für viele Anwendungen wie UKW-Radios, Wi-Fi-Router, Handys usw. macht.

Dieser Artikel gibt einen umfassenden Überblick darüber, was eine Rundstrahlantenne ist, wie sie funktioniert, welche Anwendungen es gibt, welche Vor- und Nachteile sie hat, wie man eine Antenne auswählt usw.  

Was ist eine Rundstrahlantenne?

Omnidirektionale Antennen sind eine der wichtigsten Antennenarten in der drahtlosen Kommunikation. Anders als Richtantenne Omni-Antennen haben ein 360-Grad-Empfangsmuster und können elektromagnetische Hochfrequenzfelder gleichmäßig in alle horizontalen Richtungen abstrahlen oder abfangen. Sie haben eine ausgewogene Verstärkung über alle Frequenzen hinweg und können eine konsistente Abdeckung über einen großen Bereich bieten, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen die Signalrichtung variiert oder nicht vorbestimmt werden kann.

Omnidirektionale und direktionale Antennen unterscheiden sich abhängig von der Strahlungsrichtung. Eine Richtantenne kann nicht wie eine Rundstrahlantenne Signale in alle Richtungen gleichermaßen empfangen und ausstrahlen. Ihr Strahlungsdiagramm ist auf einen Radius von 45 bis 90 Grad begrenzt. Eine Richtantenne ist auf eine bestimmte Richtung ausgerichtet und hat einen begrenzten Anschlussbereich, ist aber gegenüber Störungen aus anderen Richtungen unempfindlicher und kann daher einen höheren Durchsatz für die ausgewählte Richtung erzielen. Omnidirektionale Antennen haben zwar einen 360-Grad-Konnektivitätsbereich, haben aber einen geringeren Gewinn und benötigen mehr Leistung, um Signale über eine größere Entfernung zu übertragen.

Wie funktionieren Rundstrahl-Antennen?

Omnidirektionale Antennen haben ein donutförmiges Strahlungsdiagramm, wenn man sie von oben betrachtet und die Antenne in der Mitte hat. Sie strahlen die gleiche Leistung in alle Richtungen senkrecht zur Achse ab, wobei die Leistung mit dem Achsenwinkel variiert und auf der Achse auf Null abfällt. Die Reichweite von Rundstrahlern kann bis zu einigen hundert Metern betragen, hängt aber von verschiedenen Faktoren ab, wie der verwendeten Frequenz, der Ausgangsleistung des Senders, der Höhe und Platzierung der Antenne sowie der Umgebung.

Typen von Rundstrahlantennen

Es gibt verschiedene Arten von Rundstrahlantennen.

• Dipol-Antenne: Eine Dipolantenne besteht aus zwei leitenden Elementen wie Metalldrähten oder Stäben, die in einer geraden Linie ausgerichtet sind, und in der Mitte der Dipolantenne sind die leitenden Materialien durch einen Isolator getrennt. Die HF-Spannungsquelle befindet sich in der Mitte der Antenne. Die Spannung und der Strom, die durch diese beiden leitenden Elemente fließen, erzeugen elektromagnetische oder Funksignale, die von der Antenne in alle Richtungen abgestrahlt werden.
• Monopol-Antenne: Eine Monopolantenne ist ein gerader stabförmiger Leiter, der senkrecht über einer Grundfläche angebracht ist. Sie ist die Hälfte einer Dipolantenne. Der leitende Stab wirkt wie ein Resonator und strahlt eingehende Signale in alle Richtungen senkrecht zur Länge der Antenne über der Grundplatte ab.
• Kollineare Antenne: Eine kollineare Antenne ist eine Art Halbwellendipolantenne, bei der mehrere Dipole vertikal übereinander gestapelt sind, was den Gewinn der Antenne in vertikaler Richtung erhöht.
• Peitschenantenne: Eine Peitschenantenne ist ein Metalldraht oder -stab, der flexibel ist. Sie werden meist in tragbaren Funkgeräten, Walkie-Talkies, Autoantennen usw. verwendet.
• Ground Plane Antenne: Bei Groundplane-Antennen wird eine leitende Grundplatte über dem Boden angebracht, um die Leistung der Antenne zu verbessern.

Anwendungen von Rundstrahlantennen

Rundstrahlantennen werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Signalrichtungen nicht vorgegeben sind oder die von einem größeren Bereich aus zugänglich sein müssen, ohne dass die Antenne angepasst werden muss.

• Zellulare Netzwerke: Omnidirektionale Antennen werden in Mobilfunknetzen eingesetzt und ermöglichen die Abdeckung in alle Richtungen, so dass Nutzer aus einem größeren Gebiet eine Verbindung zum Mobilfunknetz herstellen können.
• Wi-Fi-Router: Wi-Fi-Router und -Zugangspunkte verwenden ebenfalls Rundstrahlantennen. Dies ermöglicht mehreren Nutzern und Geräten eine gleichmäßige Signalabdeckung im gesamten Bereich.
• Rundfunk und Fernsehen: Rundstrahlantennen spielen eine wichtige Rolle bei Radio- und Fernsehübertragungen, da sie Signale in alle Richtungen ausstrahlen, so dass jeder im Sendebereich das Signal mit einer normalen Antenne empfangen kann.
• Schifffahrt und Luftfahrt: Die See- und Luftfahrtindustrie nutzt Rundstrahlantennen in ihren Kommunikationssystemen, um eine Abdeckung in alle Richtungen zu gewährleisten, so dass Schiffe und Flugzeuge unabhängig von ihrer Ausrichtung mit Signaltürmen und anderen Schiffen oder Flugzeugen in der Region kommunizieren können.

Neben diesen Anwendungen werden Rundstrahlantennen auch in verschiedenen anderen Branchen und Kommunikationssystemen eingesetzt.

Vorteile und Nachteile von Rundstrahlantennen

Die Verwendung von Rundstrahlantennen hat viele Vorteile.

• Weiträumige Abdeckung: Einer der wichtigsten Vorteile ist die 360-Grad-Abdeckung. Die Fähigkeit, Signale in alle Richtungen gleichermaßen zu empfangen und zu senden, bietet einen großen Abdeckungsbereich, der die Kommunikation mit mehreren Geräten in alle Richtungen ermöglicht, ohne dass eine Neuausrichtung erforderlich ist.
• Einfaches Design und leichte Installation: Omnidirektionale Antennen sind einfach aufgebaut und lassen sich leichter installieren. Sie können effizient arbeiten, ohne dass eine genaue Ausrichtung oder Einstellung erforderlich ist.
• Kostengünstig: Omnidirektionale Antennen sind im Vergleich zu Richtantennen auch kostengünstiger.
• Einfach zu installieren: Omnidirektionale Antennen können Signale in alle Richtungen senden und empfangen, so dass sie bei der Installation nicht auf ein Ziel ausgerichtet werden müssen.

Rundstrahlantennen haben gegenüber Richtantennen einen leichten Nachteil in Bezug auf den Antennengewinn. Da bei Richtantennen das Signal in eine bestimmte Richtung fokussiert und konzentriert wird, haben sie in der Regel einen höheren Gewinn und können über eine größere Entfernung senden als Rundstrahlantennen. Omnidirektionale Antennen sind anfälliger für Signalstörungen, da sie in alle Richtungen gestört werden.

Auswahl einer Rundstrahlantenne

Bei der Auswahl einer Rundstrahlantenne müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, wie z. B. die spezifischen Anwendungsanforderungen, der Betriebsfrequenzbereich, die elektrischen Eigenschaften wie Gewinn, Spitzenspannung und Störpegel sowie die Umgebungsbedingungen wie Windstärke, Temperatur und Blitzschutz und die Betriebsbandbreite.

Um eine Rundstrahlantenne aufzustellen, muss ein zentraler Standort mit möglichst wenig Hindernissen gewählt werden. Um die Leistung der Rundstrahlantenne zu optimieren, platzieren Sie sie an einem höher gelegenen Ort und passen Sie den Winkel und die Richtung der Antenne an, um die Signalstärke fein abzustimmen und die Reichweite zu maximieren.

Millimeter Wave Product, Inc. mit Sitz in den USA, Tesswave in China, Synergy Telecom Pvt. Ltd. mit Sitz in Indien und Hefei Maniron Electronic and Technology Co., Ltd. mit Sitz in China gehören zu den drei größten Herstellern von Rundstrahlantennen. Unter den verschiedenen Arten von Rundstrahlantennen sind Dipolantennen die am weitesten verbreiteten und am häufigsten verwendeten Anwendungen.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Rundstrahlantennen Signale in alle Richtungen gleichmäßig senden und empfangen können, was sie zu einem wichtigen Bestandteil moderner Kommunikationssysteme macht. Sie werden häufig in Mobilfunknetzen, Wi-Fi-Routern sowie bei Radio- und Fernsehübertragungen eingesetzt. Es gibt verschiedene Arten von Rundstrahlantennen, und die Auswahl der richtigen Antenne für eine bestimmte Anwendung ist entscheidend.

Mit dem technologischen Fortschritt in Bereichen wie 5G und IoT haben Rundstrahlantennen in Zukunft ein enormes Potenzial. Die Chancen auf dem Markt für Rundstrahlantennen werden auch durch die steigende Anzahl vernetzter Geräte, die zunehmende Nachfrage nach zuverlässiger und konsistenter Datenübertragung und Konzepte wie Smart Cities angetrieben.