Eine passive Antenne benötigt keine Versorgung für einen eingebauten Verstärker. Eine aktive Empfangsantenne enthält zusätzlich gespeiste Elektronik, häufig einen rauscharmen Verstärker. Der entscheidende Unterschied ist deshalb nicht ein pauschal höherer Antennengewinn: dBi für die Antenne und dB für die Verstärkung einer Schaltung beschreiben unterschiedliche Größen.
Was „aktiv“ in der jeweiligen Anwendung bedeutet
Bei Empfangsantennen bezeichnet der Begriff meist die Verbindung von Antennenelement, LNA und gegebenenfalls Filtern. Bei aktiven Arrays können Sende-/Empfangsmodule und Strahlsteuerung dazugehören. Prüfen Sie daher die Architektur des konkreten Produkts.
Auch eine passive Sendeantenne braucht HF-Leistung, die vom Sender kommt. Passiv heißt nicht energielos, sondern dass die Antennenstruktur keine eigene Versorgung für integrierte aktive Elektronik benötigt.
1. Versorgung und Gleichstrompfad
Aktive Antennen können über eine separate Leitung oder über das Koaxialkabel mit einer Speiseweiche versorgt werden. Spannung, Strom, Polarität und zulässige Grenzen sind modellspezifisch. Eine vorhandene Antennenspeisung am Empfänger ist nicht automatisch für jedes aktive Modell geeignet.
Kontrollieren Sie, welche Anschlüsse von Verteilern, Adaptern und Schutzbauteilen Gleichstrom durchlassen. Ohne Versorgung kann eine aktive Antenne stark dämpfen; sie arbeitet dann nicht zwangsläufig wie eine passive Antenne. Das ist bei einer Fehlersuche wichtig.
2. Antennengewinn und Verstärkergewinn trennen
Der Antennengewinn in dBi hängt von Frequenz, Richtung, Richtwirkung und Wirkungsgrad ab. Ein großer passiver Reflektor kann einen hohen Gewinn besitzen. Eine allgemeine Obergrenze von 10 dBi für passive Antennen gibt es nicht.
Der Verstärkergewinn beschreibt dagegen das Verhältnis zwischen Ausgangs- und Eingangsleistung der Schaltung. Ein LNA mit 20 dB verändert nicht automatisch die Apertur oder Strahlbreite des Antennenelements. Für einen Vergleich benötigen Sie Elementgewinn, Verstärkung, Rauschmaß und Kabelverluste getrennt.
3. Rauschmaß und Reihenfolge der Komponenten
Ein LNA nahe der Antenne kann den Einfluss späterer Verluste und Empfängerstufen verringern. Er verstärkt aber auch das bereits anliegende Rauschen. Ein vorher verschlechtertes Signal-Rausch-Verhältnis lässt sich durch bloße Verstärkung nicht wiederherstellen.
Für zwei Stufen gilt Fges = F1 + (F2 − 1)/G1, mit linearen Rauschfaktoren und Gewinnen. Das Rauschmaß in dB ist 10 log10(F).
Ein idealisiertes Beispiel bei Anpassung und 290 K: 3 dB Verlust vor einem LNA mit 1 dB Rauschmaß ergeben etwa 4 dB Gesamt-Rauschmaß. Steht derselbe LNA mit 20 dB Verstärkung zuerst und der Verlust dahinter, ergeben diese zwei Stufen etwa 1,03 dB. Weitere Empfängerstufen sind in diesem Beispiel nicht enthalten.
4. Großsignalfestigkeit statt maximaler Verstärkung
Starke Nutz- oder Störsignale können LNA und Empfänger übersteuern. Dann kann eine zusätzliche Verstärkung die Empfangsqualität verschlechtern. Achten Sie auf Filter, Kompressionspunkt, Intermodulation und maximal zulässige Pegel.
| Situation | Sinnvolle Prüfung |
|---|---|
| Gutes Signal an der Antenne, langer Kabelweg | Verluste vor dem ersten LNA minimieren und Gesamtpegel berechnen. |
| Starke Sender in der Nähe | Selektivität, Linearität und gegebenenfalls weniger Verstärkung. |
| Kurzes Kabel, ausreichende Qualität | Ob eine passive Lösung den Bedarf bereits erfüllt. |
| Batteriebetrieb | Versorgung und Strombedarf des gesamten Empfangssystems. |
So vergleichen Sie zwei Angebote
Legen Sie Band, Polarisation, Abstrahlcharakteristik, Anschluss und Umgebung fest. Berechnen Sie die Kabelverluste bei der Arbeitsfrequenz. Bei aktiven Modellen prüfen Sie Versorgung, Rauschmaß und Dynamik; abschließend vergleichen Sie Empfangsqualität beziehungsweise Fehlerrate unter gleichen Bedingungen.
Die zugrunde liegenden Zusammenhänge erläutert Marki Microwave zu Rauschmaß und Empfindlichkeit. Bei den SATCOM-Antennen von Dolph Microwave ist der Lieferumfang aktiver Elektronik anhand der jeweiligen Spezifikation zu prüfen. Die Unterlagen sind englisch.
