Yagi-Uda Antenne II

In der Klasse N haben wir die Richtantenne Yagi-Uda bereits kennen gelernt. Das Funktionsprinzip von dieser Antennen ist das folgende: An einem Dipol, der gelegentlich auch als Faltdipol ausgeführt wird, wird ein Signal eingespeist. Die sich von diesem als Strahler bezeichneten Element ausbreitende Welle trifft sowohl auf einen etwas längeren Reflektor als auch auf einen etwas kürzeren Direktor (Vgl. Abbildung NE-19.12.1). Viele Yagi-Uda-Antennen haben auch mehrere Direktoren. Reflektor und Direktoren beginnen dann, selbst zu schwingen, und das obwohl sie keine direkte elektrische Verbindung mit dem Strahler haben.

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1) Kurze Zusammenfassung:
Schematische Zeichnung mit drei vertikalen Elementen, beschriftet „Reflektor“, „Strahler“ und „Direktor“, sowie zwei nach rechts zeigenden grauen Pfeilen mit der Beschriftung „Strahlungsrichtung“.

2) Detaillierte Beschreibung:
Von links nach rechts stehen drei schwarze, vertikale Linien auf weißem Hintergrund. Die linke Linie ist dünn und oben links mit „Reflektor“ beschriftet. In der Mitte befindet sich der „Strahler“: ein aus einer durchgehenden Linie gezeichneter, gefalteter Leiter mit abgerundetem U-Bogen oben und unten; entlang dieses Elements sind zwei kleine, offene Kreise eingezeichnet, einer in der oberen Hälfte, einer in der unteren Hälfte. Rechts davon steht eine weitere dünne, vertikale Linie mit der Beschriftung „Direktor“. Im Hintergrund verlaufen zwei breite, hellgraue, waagerechte Pfeile von links nach rechts. Am rechten Bildrand steht der Text „Strahlungsrichtung“ senkrecht (um 90 Grad gedreht), in Leserichtung von unten nach oben. Die Elemente „Reflektor“, „Strahler“ und „Direktor“ sind in dieser Reihenfolge von links nach rechts angeordnet, die Pfeile zeigen nach rechts. — Abbildung NE-19.12.1: Yagi-Uda-Antenne mit Reflektor, Strahler und nur einem Direktor

EG111: Das folgende Bild enthält eine einfache Richtantenne. Die Bezeichnungen der Elemente in numerischer Reihenfolge lauten ...

1) Kurzbeschreibung: Elemente einer Richtantenne, dargestellt als drei horizontale Linien.

2) Ausführliche Beschreibung: Dargestellt sind die drei Elemente einer Richtantenne. Oben gibt es eine lange, horizontale Linie, darunter eine etwas kürzere Linie, die an ihren Enden schleifenförmig nach unten zurückgebogen ist. An den Endpunkten der Schleife befindet sich jeweils ein durch einen kleinen Kreis dargestellter Anschlusspunkt. Die dritte horizontale Linie ist kürzer als die beiden oberen Linien. Am rechten Bildrand sind die Elemente von oben nach unten mit „1“, „2“ und „3“ bezeichnet.

Reflektor und Direktoren bezeichnet man auch auch als parasitäre Elemente, da an diesen zwar kein Antennenkabel angeschlossen wird, sie aber dennoch Energie aufnehmen und wieder abgeben (ähnlich wie bei Organismen im Tier- und Pflanzenreich, die ihre Resourcen von anderen Organismen abziehen).

EG212: An welchem Element einer Yagi-Uda-Antenne erfolgt die Energieeinspeisung? Sie erfolgt am ...

Phase:

90 °

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Kurzfassung: Antenne mit mehreren parallelen Elementen an einem Mast; darüber liegt eine blaue, keulenförmige Kurve mit großer Ausbuchtung nach rechts und kleiner Schleife links.

Detailbeschreibung: Am unteren Bildrand verläuft eine dünne, horizontale schwarze Linie über die gesamte Breite. Aus ihr ragt etwas links der Mitte ein senkrechter schwarzer Mast nach oben. Oben am Mast ist ein kurzer horizontaler Ausleger (Boom) nach rechts gezeichnet. Entlang dieses Auslegers sind fünf kurze, parallele, vertikale schwarze Stäbe eingezeichnet: einer knapp links neben dem Mast und vier mit etwa gleichmäßigem Abstand rechts davon; der Ausleger reicht rechts ein Stück über das letzte Element hinaus. Eine dünne blaue Linie bildet eine geschlossene Kurve um die Antenne: links nahe dem Mast eine kleine ovale Schleife, anschließend verläuft die Linie über den Mastbereich hinweg und wölbt sich weit nach rechts zu einer großen, tropfenartigen Keule, bevor sie unten herum zurück zur linken Seite führt. Es sind keine Beschriftungen oder Achsen vorhanden. — Abbildung NE-19.12.2: Richtwirkung einer Yagi-Uda-Antenne

Die Richtwirkung entsteht dadurch, dass der Strahler sowie die anderen Elemente eine zeitliche und räumliche Phasenverschiebung aufweisen, d. h. die Wellenberge und -täler entstehen nicht zum gleichen Zeitpunkt bzw. am selben Ort. Durch die Überlagerung der (phasenverschobenen) Abstrahlung aller Elemente entsteht eine Richtwirkung, denn in bestimmten Richtungen löschen sich die Wellen aus (destruktive Interferenz, dort wo Wellenberg auf Wellental trifft) und in anderen Richtungen verstärken sich die Wellen (konstruktive Interferenz, dort wo Wellenberg auf Wellenberg und Wellental auf Wellental trifft).

Im Strahlungsdiagramm (Richtdiagramm) sieht man diese Richtwirkung in Form einer großen Hauptkeule, wie in Abbildung NE-19.12.2 dargestellt. Die Hauptkeule befindet sich in Richtung der Hauptstrahlungsrichtung, in die das Signal bzw. die Empfindlichkeit beim Empfang im Wesentlichen konzentriert wird.

Allerdings kann es auch Nebenkeulen und insbesondere eine Rückkeule geben. D. h. eine Yagi-Uda-Antenne strahlt auch zu einem gewissen Grad nach hinten ab, obwohl dies eigentlich unerwünscht ist. Die Rück- und ggf. vorhandenen Nebenkeulen sind jedoch kleiner.

EG218: Für welche Antenne ist dieses Strahlungsdiagramm typisch?

1) Kurzbeschreibung: Antennendiagramm bestehend aus einer horizontalen Linie über das ganze Bild hinweg und zwei verschieden großen Schleifen ober- und unterhalb dieser Linie.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt ein Antennendiagramm mit einer langen horizontalen Linie über das ganze Bild hinweg. Entlang dieser Linie gibt es eine Kontur bestehend aus einer kleinen (links) und einer großen (rechts) ovalen Schleife. Beide Schleifen verjüngen sich im linken Teil der Abbildung zu einem gemeinsamen Punkt auf der horizontalen Linie. Es gibt keine Beschriftungen oder Maße.

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