Drahtantenne: Design, Funktion, Typen und Anwendungen

Eine Antenne ist ein metallisches Gerät, das zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Funksignalen verwendet wird, wobei diese Signale Informationen darstellen. Funkgeräte sind hauptsächlich für die drahtlose Kommunikation ausgelegt, um sowohl Mikrowellen- als auch Funksignale zu senden. Im Allgemeinen sind Antennen in verschiedenen Größen und Formen erhältlich. Es gibt viele Gründe für den Einsatz von Antennen, aber der Hauptgrund ist die Bereitstellung einer einfachen Möglichkeit zur Übertragung von Signalen oder Daten. Es gibt verschiedene Arten von Antennen verfügbar wie Jagi Uda , Blende, Reflektor, Wurfantenne und viele mehr. Dieser Artikel beschreibt einen der Antennentypen wie Drahtantenne – Arbeiten mit Anwendungen.

Drahtantennen-Definition

Eine Drahtantenne ist eine Art Funkantenne, die einen langen Draht enthält, der über dem Boden aufgehängt ist. Der Draht in der Antenne nimmt die Signale auf und strahlt sie weiter. Bei dieser Antenne steht die Drahtantennenlänge in keinem Verhältnis zu ihrer Wellenlänge. Der Draht wird einfach über den Tuner einer Antenne mit dem Sender oder Empfänger verbunden, um die Signale zu senden oder zu empfangen. Diese Antennen sind aufgrund ihrer einfachen Installation und Tragbarkeit bekannt. Das Drahtantennendiagramm ist unten dargestellt.

Drahtantennen-Design

Der Aufbau von Antennen mit langen Drähten ist einfach, da die Länge dieser Drahtantenne ein Vielfaches von λ/2 ist. Allgemein sind Antennen mit einer Länge von λ/2 oder λ/4 als bekannt Halbwellendipolantenne . Aber eine Antenne mit einer Länge von mehr als λ/2 wird als a bezeichnet lange Drahtantenne . Die Länge einer Antenne mit langem Draht wird also als Vielfaches der halben Wellenlänge betrachtet. Die Länge der Antenne mit langem Draht ist also gegeben als (L = n λ/2).

Diese Drähte sind vertikal oder horizontal angeordnet, aber die Richtung ist in Bezug auf den Boden manchmal schlampig. Die äußere Erregung dieser Antenne wird durch Zuleitungen bereitgestellt, wobei die Zuleitung einfach am Ende, in der Mitte oder irgendwo in der Mitte der Länge des Drahtes bereitgestellt wird.

Hier wird die Polarisation der Drahtantenne durch die Richtung der Antenne in Bezug auf den Boden angezeigt. Die Position des Speisepunkts repräsentiert die Richtung der Keule. Bei dieser einfachen Drahtantennenkonstruktion wird ein einfacher leitender Draht Ende an Ende zwischen Sende- und Empfangsstation verbunden. Die direkte Langdrahtverbindung zwischen den beiden Enden ermöglicht also das Signal von der Sendestation und strahlt das Signal so aus, dass es am verbleibenden Ende erhalten werden kann.

Wie funktioniert Drahtantenne?

Die Antenne mit langem Draht ist eine Kombination aus mehreren Halbwellendipolen; Das Funktionsprinzip ist also das gleiche wie bei der Halbwellen-Dipolantenne. Die Länge dieser Antennen ist also größer im Vergleich zur halben Wellenlänge. Wenn also ein langer leitender Draht einfach durch die Eingangsspannung angeregt wird, driften die Ladungsträger danach basierend auf der Hälfte des angelegten Signals. Wenn die erste Hälfte des Signals angelegt wird, erfahren die Ladungsträger eine Anziehungskraft, während bei Verwendung einer negativen Halbwelle die Ladungsträger eine Abstoßung erfahren. Die kumulative Wirkung dieses Ladungsträgers im Leiter erzeugt also ein instabiles elektrisches Feld. Daher wird das Signal auf diese Weise am anderen Ende durch die Langdrahtantenne abgestrahlt.

Die Antenne mit langem Draht ist mehr als eine halbe Wellenlänge lang. Wenn die Länge der Langdrahtantenne erhöht wird, wird auch die Richtwirkung besser. Bei einer Antenne mit langem Draht ist dies bemerkenswert; Für die niedrigste Betriebsfrequenz wird im Allgemeinen die Länge als halbe Wellenlänge betrachtet und am Ende wird eine externe Speisung bereitgestellt.

Arten von Drahtantennen

Diese Antennen werden in verschiedene Typen eingeteilt und jeder Typ wird unten diskutiert.

Kurze Dipolantenne

Die einfache Form einer Wurfantenne ist eine kurze Dipolantenne. Dies ist ein offener Stromkreis, bei dem das Signal oder die Daten innerhalb des Zentrums eingespeist werden. Bei dieser Antenne bezieht sich der Begriff „kurz“ nicht auf die Antennengröße, sondern im Grunde auf die relative Wellenlänge. Diese Antenne hat zwei Enden, wobei ein Ende offen ist und das andere Ende von einer Wechselstromquelle gespeist wird. Der Frequenzbereich dieser Antenne reicht von 3 KHz – 30 MHz, daher wird sie hauptsächlich in Niederfrequenzempfängern verwendet.

Dipolantenne

Die Dipolantenne ist eine der signifikantesten Formen von HF-Antennen, die einen elektrisch leitenden Draht enthält, der ansonsten stabförmig ist, der halb so lang ist wie die maximale bevorzugte Wellenlänge. Der Draht oder Stab wird in der Mitte durch einen Isolator geteilt, wobei jedes Ende in der Mitte einfach mit der Speiseleitung über einen Balun verbunden wird, normalerweise mit einem Koaxialkabel.

Diese Antennen werden in großem Umfang in verschiedenen Funkkommunikationen verwendet. Diese Antenne ist sehr einfach zu konstruieren und arbeitet in den hochfrequenten, sehr hochfrequenten und ultrahochfrequenten Abschnitten des HF-Spektrums. Bitte beachten Sie diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Dipolantenne .

Schleifenantenne

Eine Rahmenantenne ist eine Art Drahtantenne, die Funksignale im Vergleich zu anderen Antennen effizienter empfängt. Diese gelten als effizientere Antennen als andere Antennen, da sie weniger Strom verbrauchen und mit einem breiten Frequenzbereich (300 MHz bis 3 GHz) arbeiten. Die Leistung dieser Antenne hängt hauptsächlich von verschiedenen Faktoren wie Design, Platzierung usw. ab.

Bei Schleifenantennen kann das Biegen der Drähte verschiedene Formen wie kreisförmig, dreieckig, rechteckig und elliptisch bilden. Diese Antennen sind sehr einfach, vielseitig und kostengünstig und werden daher in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, die in RFID-Geräten zur Erkennung der Senderposition, als UHF-Sender, zum Empfang von HF-Wellen in Funkempfängern usw. verwendet werden.

Halbwellendipolantenne

Eine Art von Dipolantenne, bei der die Dipollänge die Hälfte ihrer Wellenlänge bei der Betriebsfrequenz beträgt, wird als Halbwellen-Dipolantenne bezeichnet. Dies ist eine sehr bekannte Dipolantenne, die manchmal auch als Hertz-Antenne bekannt ist.

Diese Antenne hat eine einfache Resonanzstruktur für Sende- und Empfangsanwendungen. Dies sind Grundelemente in allen Antennenformen, da diese Antennen beim Entwerfen verschiedener komplexer Antennen helfen. Der Betriebsfrequenzbereich dieser Antenne liegt zwischen 3 kHz – 300 GHz.

Halbwellen-Dipolantennen werden hauptsächlich in Radio- und Fernsehempfängern verwendet. Wenn diese Antennen mit einem anderen Antennentyp verwendet werden, zeigen sie eine hervorragende Leistung.

Gefaltete Dipolantenne

Eine gefaltete Dipolantenne ist ein Antennentyp, der zwei Leiter enthält. Diese Leiter werden einfach an zwei Seiten verbunden und gefaltet, um eine zylindrische geschlossene Form zu bilden. Die Dipollänge ist die Hälfte der Wellenlänge. daher ist sie als Halbwellen-gefaltete Dipolantenne bekannt. Der Frequenzbereich dieser gefalteten Dipolantenne reicht von 3 KHz bis 300 GHz und wird am häufigsten von Fernsehempfängern genutzt.

Monopolantenne

Eine Monopolantenne ist eine Funkübertragungsantenne, die einen einzelnen Leiter enthält, der normalerweise an der Basis einer Antenne durch eine Spannungsquelle gespeist wird. Diese Antenne ist eine sehr einfache und einadrige Antenne, die normalerweise vertikal montiert und normalerweise sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Signalen verwendet wird. Diese werden also für Rundfunk- oder Kommunikationszwecke verwendet. Monopolantennen arbeiten bei unteren RFID-Bändern (2,2 bis 2,6 GHz), mittleren RFID-Bändern (5,3 bis 6,8 GHz) und oberen RFID-Bändern (8,7 bis 9,5 GHz).

Spiralförmige Antenne

Eine Wendelantenne ist eine Art Drahtantenne, die auch als Wendelantenne bekannt ist, da die Form dieser Antenne eine Wendel ist. Der Frequenzbereich dieser Antenne beträgt ca. 30 MHz – 3 GHz. Diese Wendelantenne funktioniert also im Bereich von VHF & UHF.

Eine spiralförmige Antenne wird zum Senden und Empfangen von UKW-Signalen verwendet, für die Satelliten- und Raumsondenkommunikation verwendet und für die Radioastronomie stellt sie die Kommunikation zwischen dem Mond und der Erde her. Bitte beachten Sie diesen Link, um mehr darüber zu erfahren Spiralförmige Antenne .

Breitband-Dipole

Die Breitband-Dipolantenne ist eine Art von Drahtantenne, die einfach eine hervorragende Leistung für hauptsächlich Kurz- bis Mittelstreckenschaltungen bietet. Für kommunikationsbasierte Schaltungen mit kurzer Reichweite bei niedrigeren Frequenzen hat das Strahlungsmuster dieser Antenne einen hohen Startwinkel. In ähnlicher Weise hat das Strahlungsmuster dieser Antenne für kommunikationsbasierte Schaltungen mit mittlerer Reichweite bei höheren Frequenzen niedrigere Startwinkel.

Kleeblattantenne

Eine Kleeblattantenne ist eine Art Drahtantenne, die zirkular polarisiert ist, und das Strahlungsmuster dieser Antenne ist das gleiche wie bei einer Dipolantenne. Diese Antenne enthält hauptsächlich mindestens 3 oder 4 Rahmen, die parallel geschaltet und auch auf eine bestimmte Weise verdrillt sind, um eine zirkulare Polarisation zu erhalten.

Gewinn der Drahtantenne

Das Antennengewinn ist die Fähigkeit der Antenne, im Vergleich zu einer theoretischen Antenne weniger oder mehr in jede Richtung zu emittieren. Dieser Gewinn gibt einfach an, wie stark eine Antenne ein Signal in eine bestimmte Richtung senden oder empfangen kann. Der Gewinn der Drahtantenne ist;

Für den kurzen Dipol sind es 1,5 (1,76 dBi) & für

Der Halbwellendipol steigt auf 1,64 (2,15 dBi). Klicken Sie hier, um mehr darüber zu erfahren Antennengewinn.

Vorteile und Nachteile

Das Vorteile von Drahtantennen füge folgendes hinzu.

• Der Aufbau dieser Antenne ist einfach
• Diese Antennen bieten eine zufriedenstellende Verstärkung und Richtwirkung.
• Diese Antennen haben scharfe Richtcharakteristiken.
• Diese sind nicht teuer.
• Bei niedrigen vertikalen Winkeln fokussiert es einfach auf die Strahlung
• Sie strahlen in jedem Frequenzbereich ab, für den ihre Gesamtlänge nicht kleiner als λ/2 ist.

Das Nachteile von Drahtantennen füge folgendes hinzu.

• Bei niedrigen Frequenzen weist die Dipolantenne eine große Größe auf.
• Rahmenantennen haben einen schlechten Gewinn, sie sind schwer abzustimmen und extrem schmalbandig.
• Die Größe von Wendelantennen ist sperrig und sie werden sehr leicht durch nahe Objekte verstimmt.
• Drahtantennen benötigen ein geeignetes Anpassungssystem, um bessere Ergebnisse zu erzielen.
• Diese Antennen benötigen ein passendes System oder eine Tunereinheit.

Anwendungen

Das Anwendungen von Drahtantennen füge folgendes hinzu.

• Drahtantennen werden häufig als Empfangsantennen auf den Kurzwellen-, Mittelwellen- und Langwellenbändern verwendet.
• Diese Antennen werden aufgrund ihres einfachen Aufbaus in der Punkt-zu-Punkt-Fernkommunikation verwendet.
• Diese Antennen werden in Schiffen, Raumfahrzeugen, Gebäuden, Automobilen, Satelliten, Raketen, Mikrowellenkommunikation und Anwendungen mit sehr hoher Verstärkung verwendet.

Dies ist also eine Übersicht über Draht Antennen – funktionieren mit Anwendungen. Beispiele für Drahtantennen sind; Dipolantenne, Helixantenne, Monopolantenne und Schleifenantenne. Hier ist eine Frage an Sie, was ist die Funktion einer Antenne?