Dieser Artikel auf der Cisco-Website ist die klarste Erklärung für Rundstrahlantennen, die ich gefunden habe.
Was mir nicht so klar ist, ist ...
1) Warum ist die Dipolantenne das häufigste Design für Rundstrahlantennen?
2) Warum nicht eine Antenne haben, die an einem Ende eine Stromquelle hat und dann Strom an das andere Ende abgibt?
3) Warum nimmt das Strahlungsmuster (auf der verlinkten Seite angegeben) eine seltsame kugelförmige Form an, anstatt beispielsweise einen Zylinder?
Antworten:
Die Dipolantenne ist die gebräuchlichste, da sie von Natur aus einfach und sehr kostengünstig herzustellen ist.
Ihr Beispiel macht nicht viel Sinn, denn genau das wird mit allen Antennen gemacht. Sie haben eine Stromquelle (den Sender) an einem Ende. Das Signal wird basierend auf der Form der Antenne und allen Eigenschaften der Antenne abgestrahlt, um das Signal zu fokussieren.
Warum ein Dipol eine "seltsame kugelförmige Form" abgibt (oft als Toroid oder Donut bezeichnet), ist ein relativ einfaches Konzept. Eine Dipolantenne ist oft nur ein gerades Stück Draht. Die Menge der verfügbaren Oberfläche hängt direkt davon ab, wie viel Signal in eine beliebige Richtung übertragen wird. Sie haben eine viel größere Oberfläche um die Länge des Drahtes als an der Spitze oder Basis, sodass viel mehr Signal von den Seiten abgestrahlt werden kann.
Q1: Eine einfache Dipolantenne sendet Strahlung am stärksten senkrecht zur Antennenachse aus. Es gibt sehr wenig an den Enden ab. Die Antenne hat keine Leistungsschwankungen in kreisförmiger Richtung um ihre "Taille". (Dies ist einfach die Natur des Elektromagnetismus.) Dieses Strahlungsmuster entspricht dem am häufigsten verwendeten Verwendungsmuster - die verschiedenen anderen Empfänger / Sender befinden sich ungefähr auf derselben Höhe, wenn die Antenne vertikal ausgerichtet ist. Wenn Sie berücksichtigen, dass Dipole leicht zu konstruieren sind (es handelt sich um physikalisch einfache Strukturen und elektrische Systeme), werden sie zu einer offensichtlichen Wahl.
F2: Was Sie vorschlagen, ist genau eine Dipolantenne. Beachten Sie, dass eine Lehrbuch-Dipolantenne aus ZWEI Drähten in einer geraden Linie besteht, wobei der Sender / Empfänger an den nahen Enden der Drähte angeschlossen ist. Wenn Sie nur einen Draht haben, an dessen Ende ein Trans / Rec angeschlossen ist, haben Sie (im Sinne der E & M-Theorie) immer noch eine Dipolantenne - diese ist weniger effizient, aber noch einfacher zu konstruieren.
(Beachten Sie, dass ich hier die E & M-Theorie wirklich beschönige. In Wirklichkeit hat ein Trans / Rec per Definition zwei Verbindungen. Was auch immer im Trans / Rec enthalten ist, hat zwei elektrische Seiten. Für eine optimale Effizienz verbinden Sie sie mit den beiden Seiten einer Dipolantenne. Sie können eine Seite nicht angeschlossen lassen - aber das ist nur eine sehr kleine zweite Seite für E & M-Zwecke, wodurch Sie eine unsymmetrische Antenne erhalten. Ein Beispiel für ein wirklich billiges Dipol-Setup waren die älteren Autoantennen: Gerader Draht ragt heraus mit dem Funkempfänger, der an das Kabel und die andere Seite an die Erdung des Autos angeschlossen ist. Das ganze Metallauto war also die andere Seite der Antenne.)
F3: Diese Cisco-Seite enthält Informationen zu verschiedenen Antennentypen. Eine omni direktionale Antenne wäre , wie Sie beschrieben: Die Entfernung von der Antenne für eine bestimmte Intensität würde ein Kreis sein. (Das Muster wird als Toroid bezeichnet.) Das Diagramm, nach dem Sie fragen, zeigt einen unterschiedlichen Abstand von der Antenne für eine bestimmte Intensität - dieses Muster wird oft als Lappen bezeichnet . Der Vorteil dieser Antenne ist, dass sie in bestimmten Richtungen besser ist ; Insbesondere ist der Primärlappen deutlich besser als die anderen Lappen, wodurch er in einer Richtung viel besser funktioniert und somit mehr oder weniger unidirektional ist .