Musterrechner für Drahtantennen
Strahlungsmuster, Verstärkung, Strahlbreite, Verhältnis von vorne zu hinten und Impedanz für Dipole, Yagis und Schleifen, von analytischen Antennenmodellen über einen Frequenzdurchlauf hinweg.
So funktioniert's
Dieses Tool verwendet Analytische Modelle in geschlossener Form von jeder Antenne statt eines numerischen Feldlösers. Das Halbwellen-Dipolmuster stammt aus dem Standard cos (λ/2·cosθ) /sinθ Ausdruck; Yagi- und Loop-Muster sind an die Strahlbreite und das Verhältnis von vorne nach hinten angepasst, das diese Antennen in der Praxis erreichen, und der Impedanz-Sweep verwendet ein Serienresonanzmodell. Verstärkung, Strahlbreite und von vorne nach hinten werden alle aus dem berechneten Muster zurückgelesen, sodass die gemeldeten Werte und das dargestellte Muster immer dieselbe Antenne beschreiben.
Da es sich bei den Modellen um analytische Modelle handelt, sind die Ergebnisse sofort verfügbar und verhalten sich gut. Sie erfassen jedoch nicht die Stromverteilung von Element zu Element, die gegenseitige Kopplung zwischen beliebigen Geometrien oder die Bodeninteraktion, wie es ein Code für die Momentenmethode wie NEC2 tun würde. Verwenden Sie für Antennen, deren Geometrie von diesen Standardformen abweicht, einen speziellen MoM-Solver.
Das Tool beinhaltet vorgefertigte Geometrien: a Halbwellendipol (die grundlegende Referenzantenne), Yagi-Uda-Reihen (3 oder 5 Elemente für Richtungsverstärkung) und ein quadratische Schleife. Die Längen und Abstände der Elemente werden automatisch auf die angegebene Frequenz skaliert.
Drei Bodenmodelle sind verfügbar: freier Speicherplatz (keine Bodeneffekte), perfekter Boden (ideale Bildtheorie) und echter Boden (endliche Leitfähigkeit nach der SOmmErfeld-Norton-Methode). Bodeneffekte verändern das Strahlungsmuster erheblich, insbesondere bei niedrigen Höhenwinkeln.
Zu den Ergebnissen gehören Azimut- und Elevationsstrahlungsmuster (in dBi), Eingangsimpedanz (R + jX), VSWR im Vergleich zu einer 50-Ω-Referenz, Richtwirkung und Strahlungseffizienz.
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Häufig gestellte Fragen
Wie genau sind diese Ergebnisse?+
Das Dipolmuster und seine Verstärkung von 2,15 dBi und eine Strahlbreite von 78 Grad sind exakte Ergebnisse in geschlossener Form. Yagi- und Loop-Zahlen sind repräsentativ für gut gebaute Antennen mit dieser Elementanzahl und nicht eine Lösung Ihrer spezifischen Abmessungen. Behandeln Sie sie daher als Schätzungen in der Entwurfsphase. Modellieren Sie eine bestimmte Geometrie, einen bestimmten Elementabstand oder eine bestimmte Bodenwechselwirkung in einem Methoden-of-Moments-Code wie NEC2 oder einem vollständigen 3D-EM-Solver.
Was bedeutet die Verstärkungszahl?+
Die Verstärkung wird in dBi angegeben — Dezibel im Vergleich zu einem isotropen Kühler. Ein Halbwellendipol hat eine Spitzenverstärkung von etwa 2,15 dBi. Ein Yagi mit 3 Elementen erreicht typischerweise 7 bis 9 dBi, und ein Yagi mit 5 Elementen erreicht 10 bis 12 dBi.
Warum ist der Bodentyp wichtig?+
Antennen in Bodennähe erfahren Reflexionen, die das Strahlungsmuster verändern. Ein perfekter Untergrund erzeugt ein sauberes Bild; echter Boden (mit begrenzter Leitfähigkeit) führt zu zusätzlichen Verlusten und Musterverzerrungen. Bei VHF-/UHF-Antennen, die oberirdisch montiert sind, ist das reale Bodenmodell am realistischsten.
Kann ich meine eigene Antennengeometrie simulieren?+
Derzeit bietet das Tool vorgefertigte Dipol-, Yagi- und Loop-Geometrien. Ein benutzerdefinierter NEC-Deckeingang ist für ein zukünftiges Update geplant. In der Zwischenzeit können Sie die Mittenfrequenz anpassen — das Tool skaliert automatisch alle Elementabmessungen.