Dipol gegen Yagi-Antenne
Der Dipol und Yagi sind zwei der grundlegendsten Antennen in der HF-Technik. Ein Dipol strahlt in alle Richtungen ab (in der horizontalen Ebene omnidirektional) und ist einfach zu bauen. Ein Yagi fügt parasitäre Elemente hinzu, um die Energie in eine Richtung zu fokussieren und Abdeckung gegen Verstärkung einzutauschen. Die Wahl zwischen ihnen hängt davon ab, ob Sie eine breite Abdeckung oder eine direktionale Verbindung benötigen.
Dipolantenne
Ein Halbwellendipol besteht aus zwei Viertelwellenleitern, die in der Mitte gespeist werden. Er strahlt in einem toroidalen Muster — omnidirektional in der Azimutebene, mit einem Höhenmuster der Abbildung 8. Die Verstärkung beträgt 2,15 dBi (0 dBd) für einen Halbwellendipol.
Advantages
- Omnidirektional im Azimut — deckt alle Richtungen gleichmäßig ab
- Einfache Konstruktion — zwei Drahtstücke
- Gut charakterisierte Impedanz (~73 Ω) — einfach anzupassen
- Kein Zeigen erforderlich — ideal für Mobil- und Rundfunkanwendungen
Disadvantages
- Niedrige Verstärkung (2,15 dBi) — begrenzte Reichweite bei einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung
- Bidirektional in der Höhe — strahlt sowohl nach oben und unten als auch nach außen
- Die Länge ist frequenzspezifisch — nicht breitbandig
- Keine Zurückweisung von Störungen aus unerwünschten Richtungen
When to use
Verwenden Sie Dipole für Basisstationen, Access Points, Rundfunkanwendungen und alle Szenarien, in denen die Abdeckung in alle Richtungen wichtiger ist als die Punkt-zu-Punkt-Verstärkung.
Yagi-Uda Antenne
Ein Yagi besteht aus einem angetriebenen Dipol, einem oder mehreren Reflektoren dahinter und mehreren Direktoren davor. Parasitäre Elemente fokussieren die Strahlung in Vorwärtsrichtung. Die Verstärkung steigt mit mehr Elementen: 3 Elemente ≈ 8 dBi, 10 Elemente ≈ 14 dBi.
Advantages
- Hohe Verstärkung (6—20+ dBi) — erweitert den Punkt-zu-Punkt-Bereich erheblich
- Das Richtungsmuster weist Interferenzen aus anderen Richtungen ab
- Relativ einfacher mechanischer Aufbau
- Front-zu-Back-Verhältnis 20—30 dB — gute Störunterdrückung
Disadvantages
- Muss auf das Ziel gerichtet sein — keine Abdeckung in andere Richtungen
- Physikalisch größer als ein Dipol für dieselbe Frequenz
- Schmalband — Die Bandbreite beträgt in der Regel 5— 10% der Mittenfrequenz
- Erfordert einen Rotator zur Verfolgung mobiler Ziele
When to use
Verwenden Sie Yagi-Antennen für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, Satellitenempfang, Amateurfunk mit großer Reichweite und für alle Anwendungen, bei denen die maximale Verstärkung in einer Richtung die Notwendigkeit einer breiten Abdeckung überwiegt.
Key Differences
- ▸Dipolverstärkung: ~2,15 dBi (omnidirektional); Yagi-Verstärkung: 6—20+ dBi (direktional)
- ▸Der Dipol deckt alle horizontalen Richtungen ab; Yagi konzentriert sich auf eine Richtung
- ▸Yagi erfordert Ausrichtung; Dipol erfordert keine Ausrichtung
- ▸Yagi weist Störungen von der Rückseite bzw. den Seiten ab; der Dipol empfängt gleichmäßig aus allen Richtungen
- ▸Dipol ist einfacher und kleiner; Yagi ist physisch größer mit mehreren Elementen
Summary
Verwenden Sie einen Dipol für Anwendungen mit breiter Abdeckung (Basisstationen, APs), bei denen omnidirektionale Strahlung benötigt wird. Verwenden Sie einen Yagi, wenn Sie eine maximale Verstärkung in einer bestimmten Richtung benötigen (Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, Satelliten, Verbindungen mit großer Reichweite). Der Verstärkungsunterschied von 6—18 dB führt direkt zu einer größeren Reichweite oder einem verbesserten Verbindungsabstand.
Frequently Asked Questions
Wie viel Reichweitenverbesserung bietet ein Yagi gegenüber einem Dipol?
Ein 10-Element-Yagi (≈ 14 dBi) bietet eine Verstärkung von etwa 12 dB gegenüber einem Dipol (2 dBi). Im freien Raum entsprechen 12 dB dem Vierfachen der Verbindungsdistanz (da die Leistung auf 1/r² fällt). In der Praxis hängt die Verbesserung vom Gelände, dem Mehrpfad und dem Verbindungsrand ab.
Was ist dBd vs. dBi Gain?
dBi ist die Verstärkung relativ zu einer isotropen (theoretischen) Antenne, die gleichmäßig in alle Richtungen strahlt. dBd ist die Verstärkung relativ zu einem Halbwellendipol. Da ein Dipol eine Verstärkung von 2,15 dBi hat, ist dBd = dBi − 2,15. Ein Yagi von 10 dBd hat eine Verstärkung von 12,15 dBi.
Kann ein Yagi als Empfangsantenne verwendet werden?
Ja — Antennen sind wechselseitig. Ein Yagi empfängt aus derselben Richtung, aus der es sendet, mit identischer Verstärkung. Es wird häufig für den Empfang von Satellitensignalen (Wettersatelliten, NOAA APT), für Fernsehübertragungen (UHF Yagi) und für Amateurarbeiten mit schwachen Signalen verwendet.
Wie viele Elemente braucht ein Yagi?
Ein Yagi hat mindestens 3 Elemente: einen Reflektor, einen angetriebenen Dipol und einen Direktor — das ergibt etwa 7—8 dBi. Jeder weitere Direktor fügt ~1 dB hinzu. Abnehmende Werte werden bei über 10—15 Elementen zurückgegeben. Die Länge des Auslegers wächst mit der Anzahl der Elemente, was die praktische Größe einschränkt.