Antennenprobleme durch Interferenzen

Große Antenne, kompakte Antenne oder Rundumantenne?

Wann und warum nimmt man welche Antenne?

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e-shop von Brennpunkt S.R.L./ Ing. Friedrich Rappl



Was sind Interferenzen?

Interferenzen entstehen durch Überlagerung von Wellen.
In unserem Fall interessieren elektromagnetischen Wellen mit jeweils gleicher Frequenz, wie man sie bei WLAN, UMTS, LTE, DECT, usw. zur Datenübertragung nutzt.




Trifft sich die rote Welle mit der gleichphasigen grünen Welle, addieren sich die beiden und ergeben die höhere blaue Welle.



  

Trifft sich die rote Welle mit der gegenphasigen grünen Welle, ergibt dies im Ergebnis die abgeschwächte blaue Welle.
Wäre die grüne Welle genau so hoch wie die rote Welle, ergäbe sich eine blaue Welle in Höhe von 0. Das bedeutet eine Auslöschung.


Elektromagnetische Strahlung breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Bei unterschiedlich langen Wegen zum Zielort, kommen zwei Wellen zu unterschiedlichen Zeiten an, was eine unterschiedlicher Phasenlage ergibt. Davon abhängig verstärken oder schwächen sich die Wellen.

Hat man Sichtverbindung zum Sendemast, so dominiert die geradlinige Strahlung in ihrer Stärke deutlich gegenüber einer Reflexion.
Eine Überlagerung und Abschwächung durch Reflexionen machen sich daher in diesem Fall nicht bemerkbar.

Hat man jedoch keine Sichtverbindung zum Sendemast und nur Empfang von reflektierter Strahlung, so hat man öfter keine dominante Strahlung.
Sind dann die reflektierten Strahlungsanteile in ähnlicher Stärke vorhanden, können sich dadurch sehr starke Unterschiede durch Überlagerung bilden.
Im Bild wird ein Beispiel gezeigt, das sich aus zwei Wellenquellen aus unterschiedlicher Richtung ergibt.



Eine kompakte Antenne (im Kreis oben) kann man nun durch Ausprobieren an einer Stelle mit starker Strahlung (dunkler Hintergrund) positionieren.
Aber eine große Antenne (z.B. die Yagi im Kreis unten) ist bereits so groß, daß sie sich immer an Stellen mit starker sowie auch schwacher Strahlung, sowie höchstwahrscheinlich auch Strahlung mit inverser Phasenlage, befindet.
Damit kann eine solch große Antenne in diesem Umfeld nicht vernünftig funktionieren.

In der Praxis hat man viel komplexere Zustände als in diesem Beispiel. Die sich ergebende Strahlungsintensität im Raum ist nicht mehr ein regelmäßiges Muster wie im Beispiel mit nur zwei Wellenquellen. Alles metallische, wie Wasser-, Heizungs-, Elektro-Installationsleitungen (auch die nicht sichtbaren in der Wand), Metallregale usw. reflektiert die Strahlung und stellt damit eine Wellenquelle dar.

Fazit:
Hat man eine dominante Strahlung, so funktioniert eine große, leistungsfähige Antenne gut.
Hat man ein stark reflektierendes Strahlungsfeld, nimmt man besser eine kompakte Antenne (leider mit weniger Gewinn).



Daraus ist ersichtlich, daß die Wahl eines guten Antennenstandorts über Erfolg und Mißerfolg mit einer Antenne entscheidet.

Eine dominante Strahlung hat man immer bei Sichtverbindung zum Sendemast.
Auch mit Hügel oder Wald zum Sendemast ist es meist noch gut.
In Innenräumen, an Hausseiten, die dem Sendemast zugewandt sind, klappt das auch oft.

Ist der Antennenstandort umgeben von vielen Bauwerken, ist zu befürchten, daß eine dominante Strahlung fehlt.
Dazu zählen Antennenstandorte im unteren Stockwerken in Stadtgebieten, in Hinterhöfen, in Räumen zum Sendemast abgewandter Hausseite, in Kellern, usw.


Daß eine Rundumantenne besser sei als eine Richtantenne, weil sie die Strahlung aus allen Richtungen sammelt, ist damit nur sehr begrenzt richtig.
Nur wenn man eine kleine Rundumantenne so wie im Bild oben, an günstiger Steller in einem stark reflexionsbehaftetem Raum anbringt, hat man einen Vorteil.
Mit einer langen Rundumantenne hat man aber wieder die gleichen Probleme, wie mit der langen Yagi im Bild oben.

Mit einer Richtantenne ist man daher fast immer im Vorteil gegenüber einer Rundumantenne.
In stark reflexionsbehaftetem Umfeld jedoch eine kompakte Richtantenne wählen.
Eine Rundumantenne hat fast ausschließlich ihre Berechtigung bei mobilem Einsatz im Auto, Schiff, usw. Aber schon nicht mehr, wenn man längere Zeit auf dem Campingplatz verweilt.