Strahlungswiderstand

Zusammenhang zwischen dem Strom an den Anschlussklemmen einer Antenne und der abgestrahlten Leistung From Wikipedia, the free encyclopedia

Der Strahlungswiderstand einer Antenne beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Antennenstrom I an den Anschlussklemmen der Antenne und der abgestrahlten Leistung :

Er ist Folge der Strahlungsrückwirkung und wird im Rahmen der Elektrodynamik durch die Abraham-Lorentz-Gleichung beschrieben.

In der Praxis stellt eine Möglichkeit dar, die in der Elektrodynamik analytisch in vielen Fällen nur schwer zugängliche Feldkonfiguration einer Antenne auf die elektrischen Parameter am Speisepunkt der Antenne zurückzuführen.

Zusammen mit den Verlustwiderstand der Antenne, welcher beispielsweise die ohmschen Widerstandsanteile der Antennendrähte umfasst, bildet der Strahlungswiderstand den Fußpunktwiderstand einer Antenne:

Der Strahlungswiderstand hängt nicht vom Material ab, ist aber eine Funktion der Kreisfrequenz und – ähnlich wie der Leitungswellenwiderstand eines Kabels – von der geometrische Form im Aufbau und von der Umgebung im Nahfeld der Antenne abhängig.

Beispiele

Eine λ/2-Dipolantenne hat im freien Raum bei ihrer Resonanzfrequenz einen Strahlungswiderstand von 73,2 Ω.

Eine Groundplane-Antenne mit unendlich ausgedehnter, ideal leitender Erdungsebene, die in diesem Aufbau nur als Denkmodell besteht, weist einen Strahlungswiderstand von 36,6 Ω auf.

Bei einer optimal kapazitiv belasteten, aber verkürzten Vertikalantenne, wie z. B. der T-Antenne durch eine Dachkapazität ist der Strahlungswiderstand geringer, aber vier Mal größer als ohne die Dachkapazität. Er lässt sich mit folgender Gleichung bestimmen:[1]

mit

  • der realen Höhe
  • der Wellenlänge .

Die Gleichung gibt also den noch maximal erreichbaren Strahlungswiderstand an. Bei reduzierter Dachkapazität muss die Wirksame Länge bzw. Effektive Antennenhöhe [2][3] für die Berechnung eingesetzt werden. Ohne Dachkapazität ist dann nur noch 50 % der realen Höhe. Diese effektive Antennenhöhe darf nicht mit der Höhe der Sendeantenne über mittlerer Bodenhöhe verwechselt werden.

Der Strahlungswiderstand ermöglicht für den praktischen Einsatz eine begründete und wohlfundierte Näherung einzuführen, welche die Zusammenhänge besser nachvollziehbar macht als die vollständige Lösung der Feldgleichungen zusätzlich zu den mechanischen und elektrischen Gleichungen.

Literatur

  • R. Dean Straw et al.: Antenna Book. 21. Auflage. The ARRL Inc., ISBN 0-87259-987-6, Chapter 2: Antenna Fundamentals.
  • Klaus Karg: Antennen und Strahlungsfelder, 10. Auflage, Springer Fachmedien-Verlag, Wiesbaden 2025, ISBN 978-3-658-49996-9

Einzelnachweise

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