Seitlich montierte Antennen für Kofferraumsysteme. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / UKW-Antennen

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In Fortsetzung des in der 11. und 12. Ausgabe des Radio-Magazins von 1997 begonnenen Themas zum Aufbau von Antennensystemen für Basis-Kommunikations-Repeater möchte ich näher auf einen so wichtigen Aspekt wie Beamforming (DN) eingehen.

Durch die Verwendung vertikaler kollinearer Antennen lässt sich leicht ein kreisförmiges Muster erhalten. Solche Antennen werden häufig in „SmarTrunk-H“-Systemen verwendet. Trotz ihrer Einfachheit weisen diese Antennen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, die billigen Designs innewohnen. Dazu gehören eine geringe mechanische Festigkeit und eine geringe Beständigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen. Darüber hinaus stehen Entwickler von Fernleitungssystemen häufig vor dem Problem, Basisantennen auf Fachwerkmasten zu installieren. In der Regel sind alle vorteilhaften Positionen bereits mit den Antennen der Abteilungsradiosender belegt und es ist erforderlich, die Antennen entlang des Mastes „eine Etage tiefer“ zu montieren (Abb. 1).

Es ist kontraindiziert, Peitschenantennen auf diese Weise zu positionieren, da dies zu einer Zerstörung der Hauptkeule des Strahlungsmusters führt und die Koordination mit dem Feeder stört. Für diese Fälle gibt es spezielle Side-Mount-Antennen (Offset). In der Regel handelt es sich dabei um mehrere Halbwellendipole, die zu einem Antennenarray zusammengefasst sind. Die passenden Vorrichtungen solcher Vibratoren sind für das Vorhandensein eines Metallmastes in der Nähe ausgelegt. Um die Übereinstimmung zu verbessern, können Sie den Abstand zwischen Element und Mast ändern.

Durch die Anordnung der aktiven Elemente in einer Reihe können Sie eine kollineare Antenne mit einem Gewinn von 6 bis 12 dBd erstellen (mit zwei bis acht Elementen). Die Verstärkung wird durch eine Verengung des DN in der vertikalen Ebene erreicht. Bei der Installation der Antenne auf einem massiven Metallträger weist der RP jedoch merkliche Einbrüche in der horizontalen Ebene auf (Abb. 2, a).

Dies ist in Fällen, in denen der Fehler geografisch auf den Versorgungsbereich eines anderen Repeaters fällt oder das System nur für Prioritätsbereiche ausgelegt ist (z. B. im MPT-1327- oder LTR-Protokollsystem), durchaus akzeptabel. Dies ist für einen SmarTrunk-II Radial Repeater nicht zulässig. Das Problem kann gelöst werden, indem mehrere vertikale Gitterplatten entlang des Umfangs des Fachwerks angebracht werden, wodurch ein nahezu kreisförmiger DN entsteht (Abb. 2, c). Durch den Interferenzeinfluss benachbarter Elemente bleiben natürlich kleine Einbrüche bestehen, diese sind jedoch unbedeutend (ca. 1,5 ... 2 dB). Einbrüche können reduziert werden, indem die Elemente weiter voneinander entfernt platziert werden – um (2 ... 3)X. Letztlich kann man das in Kauf nehmen – schließlich muss man städtebaulich mit einer Signaldämpfung von 6 ... 10 dB rechnen!

Als aktive Elemente können auch Richtantennen verwendet werden, beispielsweise ein Drei-Element-Yagi – „Wellenkanal“. Die Breite der Hauptkeule des Strahlungsdiagramms einer solchen Antenne beträgt etwa 90°, was es ermöglicht, ein Antennenarray mit einem nahezu kreisförmigen Muster aus nur vier Yagi-Blättern zu erstellen (Abb. 3). Der Gewinn eines solchen Antennensystems wird 5...6 dBd erreichen.

In allen betrachteten Fällen können zur Kombination und Phase des Signals Addierer aus einem Koaxialkabel auf Basis von Viertelwellenleitungen verwendet werden. Alle aktiven Elemente werden parallel mit Strom versorgt. Mit dieser Methode können Sie aufgrund der minimalen Phasenverschiebung, die bei Verstimmung relativ zur Mittenfrequenz in allen Armen gleich ist, ein breites Betriebsband der Antenne einsparen (Abb. 4).

Siehe andere Artikel Abschnitt UKW-Antennen.

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