Radioamateur

Funkantennen

Für die Funktechnik gilt der Grundsatz, alles was drahtlos übertragen und empfangen wird benötigt eine Antenne.
Hier geht es nicht um die physikalischen Eigenschaften oder Werte die jeder einzelnen Antenne mittels Messungen zu Grunde liegt. Ausserdem würde die Antennenvielfalt zig Seiten füllen. Es geht eher darum dem Laien die wesentlichen Merkmale einfach zu verdeutlichen, worauf es bei einer Antenne ankommt.

Weil die Gesetzmäßigkeit unumstößlich für ALLE Sender und Empfänger gleichermaßen zutrifft, kommen für jedes einzelne Frequenzband auch unterschiedliche Antennen in betracht.

In der Funktechnik sind zwei Abstrahlungs-, bzw. Empfangsmöglichkeite  vorherrschend: Horizontal und vertikal
Diese beiden können dann in eine gezielte Richtung gesetzt werden oder als Rundstrahlcharakteristik senden.


Grundinformation/Lichtgeschwindigkeit:
Aber zuerst muss man mal feststellen, dass sich Radiowellen/Funkwellen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, also mit rund gerechnet 300.000 KM pro Sekunde. Eine Funkübertragung vom Mond zur Erde dauert so 1,5 Sekunden. Oder das Licht (Sonnenstrahlen) was wir von der Sonne sehen, braucht 8 Minuten bis zur Erde.
Anderes Beispiel, wenn die NASA in Amerika dem Landfahrzeug
Pathfinder auf dem Mars einen neuen Befehl erteilt, braucht dieser Befehl, je nach Distanz/Planetenstellung, von 4 bis längstens 20 Minuten, bis er dort auf dem Mars vom Pathfinder ausgeführt wird.

Frequenzen:
Eine Frequenz schwingt periodisch innerhalb einer Sekunde.
Je niedriger, desto langwelliger, je höher, desto kurzwelliger.
Es gibt unterschiedliche Frequenzbänder, welche wiederum jeweils für die unterschiedlichen Nutzungs- und Ausbreitungsbedingungen besser oder eher schlechter geeignet sind.
So zum Beispiel ist das Kurzwellenband für die Feuerwehr, Polizei oder Rettungsdienste als sichere Verbindungskommunikation für regionale Funkstrecken unbrauchbar.
Die Antennen wären viel zu lang und der Sende- u. Empfangsbetrieb würde durch umliegende elektrische Impulse ständig oder Entladungen gestört. Ausserdem ließe das Kurzwellenband ein Gegensprechen (Telefonie) kaum Möglichkeiten für die zahlreich benötigten Eingabe- und Ausgabefrquenzen aller Funkdienste.
Deshalb benutzen diese (BOS) Funkdienste das UKW-Band.
Das UKW-Band (Ultra KurzWelle) wird demnach noch in VHF, UHF und SHF unterteilt.
Für diverse Funkdienste mit wichtigen Aufgaben, aber auch Unternehmen und Organisationen stehen VHF (Very High Frequency) und UHF (Ultra High Frequency) zur Verfügung.
In der Stallitenkommunikation und Radioastronomie setzt man auf Richtfunk (Parabolantennen) im SHF-Band (Super High Frequency).
Wenn man kostengünstig Radiowellen von Kontinent zu Kontinent übertragen will, nutzt man die niedrigeren Kurzwellenbänder oder das Mittelwellenband. Die U-Boote benutzen unter Wasser die geeignete lange Welle.
Das rechte Bild zeigt typische Rundstrahler-Antennen für UKW und 10 m Kurzwelle. Das linke Bild unten zeigt eine typische Sperrtopfantenne für den UKW-Betriebsfunk und eine einfache 8-Element UKW-Antenne für 2m u. 70cm UKW (5 Elemente für 70cm und 3 für 2m).

Antennen für unterschie
dliche Anwendungen:
Um eine produzierte Sendeleistung optimal abzustrahlen, muss man wissen auf welcher Frequenz man sich befindet. Wenn man dann die Ausbreitung der Lichtgeschwingigkeit kennt, kann man sich die benötigte Antenne selber errechnen.
Eine lange Welle wird eher weniger von Hindernissen beeinträchtigt, als die kurze oder ultra Welle. Dieses Format bedient sich der so genannten optischen Ausbreitung, sprich Sichtverbindung.
Wenn sich zum Beispiel in einem Taschenlampenlichtstrahl ein Objekt hinein begibt, wird der Lichtstrahl in seiner Leistungsfähigkeit beeinträchtigt. Man kennt so etwas von einer Sonnenfinsternis, wenn sich der Mond zwischen Sonne und Erde schiebt. Und so ist es auch mit der Ultra-Kurzen-Welle. Diese kann schon durch geringfügige Hindernisse bee
inträchtigt werden.
Einige Rechenbeispiele für die optimal benötigte Antennenlänge
Zur Berechnung einer Antenne zu vereinfachen, nimmt man den gerundeten Wert der Lichtgeschwindigkeit:
300000 : 1800 (KHz) = 166,6 (Meter)/Antennenlänge
300000 : 3600 (KHz) = 83,3 (Meter)/Antennenlänge
300000 : 28000 (KHz) = 10,7 (Meter)/Antennenlänge
300000 : 1450000 (KHz) = 2,0 (Meter/ Antennenlänge
300000 : 470000 (KHz) = 0,63 (Meter)/Antennenlänge
300000 : 900000 (KHz) = 0,33 (Meter)/Antennenlänge
300000 : 1300000 (KHz) = 0,23 (Meter)/Antennenlänge


Man kann also hierbei interessantes feststellen, dass nämlich bei niedrigeren Frequenzen sich die Antenne verlängert und umgekehrt. Erhöht sich das Frequenzband, wird die Antennenlänge kleiner.
Die oben angegeben Antennenlängen beziehen sich auf Lambda 1:1
Darüber hinaus können Antennen auch halbiert oder geviertelt werden (Halb-Lambda od. Viertel-Lambda)
Würde man zum Beispiel für das 80 Meterband eine Viertelwellenantenne verwenden, wäre die Antenne um ein Viertel verkürzt, also immer noch 20 Meter (lang)
.
Mitunter benötigen also die niedrigeren Frequenzbänder selbst im verkürzten Zustand erheblich lange Antennen, wobei ein optimal ausgestreckter Strahler immer noch den besten Leistungswert erzielt.
Anders herum sieht dies schon im höheren Frequenzbereich aus. Wenn dort eine für das 2 Meterband verkürzte Antenne (Lambda halbe) verwendet wird, wäre die Antenne 1m lang.
Im 70cm Funk zum Beispiel wären die Antennenstrahler 35cm kurz.

Das rechte Bild zeigt wiederum typische Kurzwellenantennen und die beachtlichen Größenverhältnisse. Im Vordergrund steht eine so genannte Quadantenne. Im Hintergrund eine 3 Element für das 40/20 m Band, eine Yagi für 70cm und horizontale 2m Mehrfachelementantennen. Derartige Antennen brauchen natürlich auch ordentlich Platz und nicht alle Mitmenschen kommen mit so einem Gerät klar. Damit sind alle diejenigen Gesundheitsaposteln angesprochen, die sich in Histerie und teils im fanatischen Wahn einer Strahlendosis glauben, obwohl seit vielen Jahrzehnten keine einzigen gesundheitlichen Strahlenwerte nachgewiesen wurden. Es handelt sich hier schließlich nur um Radiowellen und keine Radioaktiven Strahlungen. Natürlich muss und soll niemand unter oder neben einer Sendeantenne stehen.
Aber die elektromagnetischen Spannungsfelder von den Steckdosen im eigenen Haus erzeugen mehr Strahlungswerte, als die Sendeantenne beim Nachbarn auf dem Dach. Zumal man sich im eigenen Haus auch noch in wenigen Metern oder Zentimetern im Abstand zu diesen Stromquellen bewegt.