Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

Antenne und Ausbreitung

Eine Antenne oder Antenne ist ein elektrisches Gerät, das elektrische Energie in Radiowellen umwandelt und umgekehrt. Es wird normalerweise mit einem Funksender oder Funkempfänger verwendet. Bei der Übertragung liefert ein Funksender einen mit Hochfrequenz oszillierenden elektrischen Strom (dh einen hochfrequenten Wechselstrom (AC)) an die Antennenanschlüsse, und die Antenne strahlt die Energie des Stroms als elektromagnetische Wellen (Radiowellen) ab. Beim Empfang fängt eine Antenne einen Teil der Leistung einer elektromagnetischen Welle ab, um an ihren Anschlüssen eine winzige Spannung zu erzeugen, die zur Verstärkung an einen Empfänger angelegt wird. Antennen sind wesentliche Bestandteile aller Geräte, die Funk nutzen. Sie werden in Systemen wie Rundfunk, Rundfunk, Funk, Kommunikationsempfängern, Radar, Mobiltelefonen und Satellitenkommunikation sowie in anderen Geräten wie Garagentoröffnern, drahtlosen Mikrofonen, Bluetooth-fähigen Geräten und drahtlosen Geräten verwendet Computernetzwerke, Babyphone und RFID-Tags auf Waren. Antennen können so konzipiert sein, dass sie Funkwellen in alle horizontalen Richtungen gleichermaßen senden und empfangen (Rundstrahlantennen) oder vorzugsweise in eine bestimmte Richtung (Richtantennen oder Hochleistungsantennen). Im letzteren Fall kann eine Antenne auch zusätzliche Elemente oder Oberflächen ohne elektrische Verbindung zum Sender oder Empfänger umfassen, wie etwa parasitäre Elemente, Parabolreflektoren oder Hörner, die dazu dienen, die Funkwellen in einen Strahl oder ein anderes gewünschtes Strahlungsmuster zu lenken. Unter Funkausbreitung versteht man das Verhalten von Funkwellen, wenn sie von einem Punkt auf der Erde zu einem anderen oder in verschiedene Teile der Atmosphäre übertragen oder ausgebreitet werden. Als eine Form elektromagnetischer Strahlung unterliegen Radiowellen wie Lichtwellen den Phänomenen Reflexion, Brechung, Beugung, Absorption, Polarisation und Streuung. Radiowellen unterschiedlicher Frequenz breiten sich auf unterschiedliche Weise aus. Bei extrem niedrigen Frequenzen (ELF) und sehr niedrigen Frequenzen ist die Wellenlänge viel größer als der Abstand zwischen der Erdoberfläche und der D-Schicht der Ionosphäre, sodass sich elektromagnetische Wellen in dieser Region als Wellenleiter ausbreiten können. Tatsächlich breitet sich die Welle bei Frequenzen unter 20 kHz als einzelne Wellenleitermode mit einem horizontalen Magnetfeld und einem vertikalen elektrischen Feld aus. Die Wechselwirkung von Radiowellen mit den ionisierten Regionen der Atmosphäre macht die Vorhersage und Analyse der Radioausbreitung komplexer als im freien Weltraum. Die Funkausbreitung in der Ionosphäre steht in engem Zusammenhang mit dem Weltraumwetter. Eine plötzliche Ionosphärenstörung oder ein kurzwelliges Ausblenden wird beobachtet, wenn die mit einer Sonneneruption verbundenen Röntgenstrahlen die D-Region der Ionosphäre ionisieren. Eine verstärkte Ionisierung in dieser Region erhöht die Absorption der durch sie hindurchgehenden Funksignale. Während der stärksten solaren Röntgeneruptionen kann es zur vollständigen Absorption praktisch aller sich in der Ionosphäre ausbreitenden Radiosignale in der sonnenbeschienenen Hemisphäre kommen.Diese Sonneneruptionen können die HF-Funkausbreitung stören und die GPS-Genauigkeit beeinträchtigen. Die Klassifizierung, die Mikrowellen, Mikrowellenfunkrelais und Wellenleiter umfasst.