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Antennen - Stabantenne und Optimierungen

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doelle4
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Antennen - Stabantenne und Optimierungen

Beitragvon doelle4 Sa 10. Feb 2018, 19:30

Anschließend an den Beitrag : videoecke-quadcopter-clips-anderes-f27/fpv-flug-bis-der-funke-empfang-weg-ist--t4488.html wo schon einiges erwähnt wurde hier ein eigener Thread das dies eine allgemeine Sache ist und jedes RC Auto, Flugzeug oder Drohne betrifft.
Auch Wlan Antennen oder 433 Mhz Telemetrie fallen hier darunter.

Dies ist aber kein Profi Thread sondern nur allgemeine Einführung zu gängingen Stabantennen, die die einfachste und gängiste Bauform sind.
Wer sich Antennen aus dem RC Bereich ansieht wird etwas entäuscht sein da diese zumeist ein einfaches Drähtchen sind, die als optimierte Version ne Stabantenne mit Dipol sind welche bei einfachen Antennchen eine "Metallhülse" ist an der die Schirmung anliegt.
Hier eine geöffnete Wlan Antenne, die zumeist auch auf die selbe Frequenz von 2,4 Ghz abgestimmt sind (ausgenommen neuere 5 Ghz Version) wie bei RC Fernbedienungen.

einfache Dipol Antenne.jpg


Antennen habe eine einfache Aufgabe - das Sendesignal so gut wie möglich in die Umgebung abzustrahlen und auch zu empfangen.
Damit die funktioniert muss jede Antenne (egal welche Bauform) auf die verwendete Frequenz angepasst sein.
Bei Stabantennen /Dipolantennen ist dies relativ leicht nachprüfbar indem man die freie Leiterlänge ohne Abschimung abmisst.

Die strahlende Leiterlänge sollte genau 1/4 , die hälfte oder eine ganze Wellenlänge betragen damit effizient abgestrahlt bzw empfangen wird.
Gibt auch 5/8 oder 3/4 Strahler, diese sind aber selten und bevor ich hier Mist schreibe überlasse ich euch das hier was beizusteuern ;-)

Da bei einer Antenne jeder mm freie Leiterfläche zählt und auch teil auf der Leiterbahn ein paar Millimeter ungeschirmt vorhanden sind muss man die Summe nehmen.
Die rechnerische Leiterlänge für 2,4 Ghz sind 31 mm., das mag der Grund sein das viele Wlan Antennen oder auch andere aus dem RC Bereich nur 27-29 mm lang sind damit mit den paar Millimeter Leiterbahn im inneren des Gehäuses die auch zum Sendebauteil 31 mm rauskommen.
Generell ist es aber schlecht und leistungsmindernd eine ungeschrimte Leiterbahn zu haben aber technisch kaum anders möglich.
Hier ein Calculator für Antennenlängenberechnung für faule: https://www.easycalculation.com/physics ... length.php

Verschiedene Antennenlängen im richtigen Verhältniss habe verschiedene Charrakteristik.

Während 1/4 Wellenantennen eher Kugelig rundum abstrahlen verändert sich dies bei Halbwellenstrahler die seitlich eine höhere Strahlungstärke aufweisen auf dafür in der senkrechten Achse weniger. Bei Vollwellenantennen ist dies noch ausgepägter.
Wer schon ma Wlan Stab Antennen geguckt hat wird bemerkt haben das es hier auch stärkere Varianten mit 5dbi und mehr Leistungsgewinn gibt.
Diese Antennen sind aber nicht besser sondern nur auf 1/2 Welle oder mehr abgestimmt und empfangen daher seitwärts fokusierter.
Ist man ein Stockwert drüber oder drunter (senkrechter Achse) ist der Empfang mit so einer Antenne sogar schlechter

Ich denke das Halbwellenstrahler wenn man sich der verstärkten Seitwärtswirkung und verminderten Höhenwirkung bewusst ist für Drohnenflug /Telemetrie am besten geeignet ist da man kaum in der senkrechten 200-500 Meter aufsteigt, wenn doch muss man halt Funke schräg halten damit Antennenbreitseite in den Himmel raufzeigt.

Hier mal schematisch wie sich das Verhält :
Bild

Natürlich haben alle Antennen auch in der nahezu senkrechten noch Abstrahlung und die Kegel sind nicht so scharf definiert. Das ganze dient nur zur Verdeutlichung das 5 oder 9 dbi Antennen nicht mehr empfangen sondern dies fokusiert machen in dem Leistung von anderen Bereichen in eine bestimmte Richtung verlagert wird.
Gruß Hans
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