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Antennendipol

   

Das einfachste Resonanzgebilde in der Antennentechnik ist der Halbwellendipol. Er bildet das Grundelement fast aller Antennenformen und wird neben dem isotropen Kugelstrahler manchmal auch als Bezugsantenne verwendet.

Der Ausdruck „Dipol” bedeutet „Zweipol” und kennzeichnet, dass der Halbwellenstrahler in seiner geometrischen Mitte aufgetrennt ist. An den dort entstehenden „2 Polen” kann die Speiseleitung, der Sender oder der Empfänger angeschlossen werden.

Wie schon der Name sagt, hat der Halbwellendipol eine Längenausdehnung, die etwa der halben Wellenlänge (λ / 2) der jeweils verwendeten Frequenz entspricht. In diesem Fall befindet sich der Dipol in Resonanz mit der Wellenlänge. Von seinem Strom-/Spannungsverhalten entspricht er einem Parallelschwingkreis.

Gegenüber dem isotropen Kugelstrahler mit dem Antennengewinn von genau 1 hat er aber schon einen Gewinn von etwa 1,5 , da er bereits eine Richtung bevorzugt.

Horizontaldiagramme
Öffnungswinkel

Bild 2: Diagramm eines Halbwellendipols

Diagramm mit dem Bezugspunkt in der Bildmitte und winkelrichtiger Darstellung der Messwerte. Die Größe eines Messwertes wird durch seinen Abstand vom Mittelpunkt der Grafik dargestellt. Hier als Beispiel ein Antennendiagramm einer Richtantenne.
Öffnungswinkel

Bild 2: Diagramm eines Halbwellendipols

Öffnungswinkel (Strahlbreite)
Nebenkeulen-
dämpfung
Vor-/Rückverhältnis

Bild 3: Diagramm einer Yagiantenne

Öffnungswinkel (Strahlbreite)
Nebenkeulen-
dämpfung
Vor-/Rückverhältnis

Bild 3: Diagramm einer Yagiantenne

Bild 5: Das Antennendiagramm eines vertikalen Dipols in einer 3D-Simulation

Entstehung einer Dipol-Antenne

Animation: Die Entstehung eines Dipols aus einem Schwingkreis Bild 4: Die Entstehung eines Dipols aus einem Schwingkreis

Der Halbwellendipol ist auch aus einem einfachen Schwingkreis entstanden. Stellen wir uns einfach vor, dass die Kondensatorplatten des Schwingkreises ein wenig auseinandergebogen werden.Damit verringert sich zwar die Kapazität, aber der Kondensator bleibt ein Kondensator. Bei einem weiteren Auseinanderbringen der Kondensatorplatten haben die elektrischen Feldlinien einen immer größeren Weg zurückzulegen. Der Kondensator ist dann als solcher schon gar nicht mehr zu erkennen. Die Feldlinien des elektrischen Feldes treten in den freien Raum über. Es ist ein Halbwellendipol entstanden, der über eine Zuleitung gespeist wird.

Der Halbwellendipol ist auch aus einem einfachen Schwingkreis entstanden.

   Das Bild zeigt einen Parallelschwingkreis.

Stellen wir uns einfach vor, dass die Kondensatorplatten des Schwingkreises ein wenig auseinandergebogen werden.

Der Parallelschwingkreis mit leicht geöffneten Kondensatorplatten.

Damit verringert sich zwar die Kapazität, aber der Kondensator bleibt ein Kondensator. Bei einem weiteren Auseinanderbringen der Kondensatorplatten haben die elektrischen Feldlinien einen immer größeren Weg zurückzulegen.

Die Kondensatorplatten sind nun schon sehr weit auseinandergezogen

Der Kondensator ist als solcher gar nicht mehr zu erkennen. Die Feldlinien des elektrischen Feldes treten in den freien Raum über.

Ein Dipol mit induktiver Speisung ist entstanden.

Es ist ein Halbwellendipol entstanden, der über eine Zuleitung gespeist wird.

Schaltbild eines Halbwellendipols mit Zuleitung.

Auch der Halbwellendipol hat eine Resonanz wie ein Schwingkreis. Als Spule dient jetzt die Leitungsinduktivität der Dipolhälften in der Nähe des Speisungspunktes.

Bild 5: Das Antennendiagramm eines vertikalen Dipols in einer 3D-Simulation