Eine Sendeantenne strahlt RF-Leistung des Senders ab; eine Empfangsantenne koppelt einen Teil des einfallenden Feldes zum Empfänger. Bei einer linearen reziproken Antenne sind unter gleicher Frequenz und Einbaukonfiguration die Richtdiagramme für Senden und Empfangen gleich. Praktische Unterschiede betreffen Leistung, Elektronik, Rauschen und Betriebsband.
Antenne und Elektronik erfüllen verschiedene Aufgaben
Der Sender erzeugt und verstärkt ein Signal, bevor es an die Antenne gelangt. Auf der Empfangsseite übernehmen Schaltungen Filterung, Verstärkung und Demodulation. Eine passive Antenne allein erzeugt weder die Nachricht noch verständlichen Ton.
Ein integriertes Produkt kann Verstärker, Frequenzumsetzer oder Filter enthalten. Deshalb sagt die Betrachtung des Metallstrahlers allein nicht, ob das ganze Gerät in beiden Richtungen verwendbar ist.
Dieselbe Antenne für Senden und Empfangen
Reziprozität verbindet Sende- und Empfangseigenschaften. Bevorzugte Richtungen, Nullstellen und Polarisation hängen in einer reziproken Struktur unter gleichen Bedingungen entsprechend zusammen.
Eine aktive oder nichtreziproke Kette muss nicht in beiden Richtungen gleich reagieren. Auch können sich Diagramme zwischen unterschiedlichen Uplink- und Downlinkfrequenzen ändern, ohne der Reziprozität zu widersprechen.
Senden: Strom, Feld und Wärme
Leistungsgrenzen hängen von Strömen, Feldern, Kontakten, Materialien und Kühlung ab. Unterscheiden Sie mittlere und Spitzenleistung, Pulsdauer und Tastverhältnis.
10 W bis 50 kW beschreibt nicht alle Sendeantennen. Ebenso garantieren 5 kW bei einer Rundfunkstation keine allgemeine Reichweite von 80 km unabhängig von Standort und Empfangsbedingungen.
Die Reziprozität des Strahlers erlaubt nicht, einen Senderausgang an den Eingang eines Empfangsverstärkers zu legen. Gemeinsame Nutzung kann Schalter, Duplexfilter und Schutz der Elektronik benötigen.
Empfangen: effektive Fläche und Empfindlichkeit
Für passende Bedingungen gilt Ae = Gλ²/(4π), mit linearem Gewinn G. Die effektive Fläche verknüpft aufgenommene Leistung mit einfallender Leistungsdichte bei entsprechender Richtung, Polarisation und Anpassung.
Beispiel: G = 10, also 10 dBi, und λ = 0,10 m ergeben etwa 0,00796 m². Diese Fläche muss nicht der sichtbaren Außenfläche des Gehäuses entsprechen.
Systemempfindlichkeit hängt von Rauschen, Verlusten vor dem ersten Verstärker, Bandbreite und Auswertung ab. dBi ist Antennengewinn, keine Empfangsempfindlichkeit und keine Leistung.
Empfangspegel sind nicht allgemein auf −50 bis −20 dBm begrenzt. Für eine Empfindlichkeitsangabe gehören Signalform und Qualitätskriterium dazu.
Signalstärke und Signalqualität
Ein hoher Pegel kann auch Störungen oder Überlastung enthalten. Signalqualität, Fehler und Stabilität zeigen, ob die gewünschte Information zuverlässig zurückgewonnen wird.
Mehr Verstärkung hilft daher nicht immer. Ein Vorverstärker kann nachfolgende Verluste weniger bedeutsam machen, fügt aber Rauschen hinzu und besitzt einen begrenzten linearen Bereich.
Polarisation, Band und gemeinsame Ports
Prüfen Sie die Orientierung bei linearer sowie Drehsinn und Achsenverhältnis bei zirkularer Polarisation. Eine runde Öffnung erzeugt nicht automatisch zirkulare Polarisation.
Bei getrennten Sende- und Empfangsports werden Anpassung und Diagramm in jeder Band sowie Isolation und zulässige Leckleistung geprüft. Zwei Anschlüsse allein garantieren keine ausreichende Trennung.
Überträgt die Antenne Schall
Schall ist eine mechanische Welle und benötigt ein Medium. Ein Mikrofon macht daraus eine elektrische Information, die auf ein Radiosignal moduliert wird. Die Antenne strahlt elektromagnetisch; Empfänger und Lautsprecher stellen anschließend wieder Schall her.
Die Luftschwingung selbst reist also nicht von Antenne zu Antenne. Lauteres Sprechen ersetzt keinen RF-Linkbudgetnachweis.
Daten für den Vergleich
- Tatsächliche Sende- und Empfangsfrequenzen.
- Gewinn, Diagramm und Polarisation.
- Impedanz, Steckverbinder oder Flansch.
- Verstärker, Filter und Stromversorgung.
- Leistungsgrenzen mit Betriebsbedingungen.
Grundlagen liefern Reziprozität und effektive Apertur. Bei Dolph-Microwave-SATCOM-Antennen ist die vorgesehene Empfangs- oder Sende/Empfangsfunktion Teil der Auswahl.
