Wat ass eng rhombesch Antenn?
Eng rhombesch Antenn ass eng direktional Drotantenn, déi aus véier leitfäege Elementer geformt gëtt, déi an enger rautefërmeger Struktur arrangéiert sinn. Si kann als zwou V-Antennen ugesi ginn, déi Enn un Enn verbonne sinn, mat engem spitzen Eckpunkt als Zoufuerpunkt an dem géigeniwwerléiende Eckpunkt, deen normalerweis mat engem Ofschlosswidderstand verbonnen ass.
Am Géigesaz zu engem resonanten Dipol funktionéiert eng richteg ofgeterminéiert rhombesch Antenn haaptsächlech als Wanderwellenantenn. Den HF-Stroum beweegt sech vum Zoufuhrpunkt laanscht déi véier Drotsektiounen a Richtung vun der Ofgrenzungslaascht. Déi elektromagnetesch Felder, déi vun dëse Sektiounen produzéiert ginn, kombinéiere sech fir e konzentréierte Stral laanscht d'Haaptachs vum Rhombus ze kreéieren.
Rhombesch Antennen si bekannt fir hir HF-Kommunikatioun iwwer grouss Distanzen, well se eng breet Frequenzofdeckung, e nëtzlechen Nowuesverstärkungsmëttel a relativ stabil Richtungscharakteristike bidden kënnen. Hir grouss kierperlech Gréisst mécht se awer méi gëeegent fir fix Installatiounen wéi fir kompakt Kommunikatiounsplattformen.
Basisstruktur
Eng konventionell rhombesch Antenn besteet aus véier Drot vun der selwechter Längt, déi iwwer dem Buedem hänken. Zesummen bilden dës Drot en horizontalen Rhombus mat zwéi spitzen an zwéi stompfen Wénkelen.
D'Antenn gëtt un engem Enn gespeist, während dat anert Enn mat engem net-induktiven Ofschlosswidderstand verbonnen ass. Dëse Widderstand ass sou ausgewielt, datt en déi charakteristesch Impedanz vun der Antennstruktur approximéiert an déi verbleiwen Energie vun de Wanderwellen absorbéiert.
Déi wichtegst Designparameter sinn:
- Längt vun all Drotsektioun
- Spitzen oder Apexwénkel vum Rhombus
- Installatiounshéicht iwwer dem Buedem
- Impuls vum Zufuhrpunkt
- Ofschlosswiderstand
- Duerchmiesser vum Leeder
- Zilfrequenzberäich a Verbreedungswee
Den optimale Wénkel ass keen universellen fixe Wäert. En hänkt vun der elektrescher Längt vun all Säit an der gewënschter Héicht an Azimutrichtung vum Haaptstral of.
Figur 1. Basiskonfiguratioun vun enger terminéierter horizontaler rhombescher Antenn.
Wéi funktionéiert eng rhombesch Antenn?
All Säit vum Rhombus verhält sech wéi e laange Drotstrahler. Wann de Stroum sech laanscht d'Leeder ausbreet, produzéiert all Drotsektioun eng direktional Stralungskomponent.
Wann d'Dimensiounen an d'Wénkelen vun der Antenn richteg ausgewielt sinn, verstäerken d'Felder, déi vun de véier Säiten ausgestraalt ginn, sech géigesäiteg an der Richtung no vir. An anere Richtungen annuléieren e puer Feldkomponenten sech deelweis. Dat kombinéiert Resultat ass e relativ schmuele Haaptstral laanscht déi laang Diagonal vum Rhombus.
Den Ofschlosswidderstand spillt eng wichteg Roll. Indem en Energie absorbéiert, déi dat wäit Enn erreecht, reduzéiert en d'Stroumreflexioun a verhënnert datt eng staark stänneg Well sech op de Leiter bildt. Dëst hëlleft der Antenn méi stabil Impedanz- a Stralungseigenschaften iwwer e relativ breede Frequenzberäich ze behalen.
Den Nodeel ass d'Effizienz. En Deel vun der Senderleistung gëtt am Ofschlosswiderstand an Hëtzt ëmgewandelt, anstatt ausgestraalt ze ginn. Den Antennedesign erfuerdert dofir e Gläichgewiicht tëscht Richtkraaft, Bandbreet, Impedanzstabilitéit a Stralungseffizienz.
Frequenzberäich an elektresch Gréisst
Traditionell rhombesch Antennen a voller Gréisst si meeschtens mat HF-Kommunikatioun verbonnen. Bei dëse Frequenzen sinn d'Antennesäiten dacks e puer Wellelängten laang, wat et der Struktur erlaabt, e bedeitende Richtungsgewënn ze produzéieren.
Eng rhombesch Antenn ass net duerch ee fixe Frequenzberäich definéiert. Hir Dimensioune kënnen theoretesch fir verschidde Frequenzen skaléiert ginn, awer d'Struktur gëtt bei méi niddrege Frequenzen extrem grouss a verlaangt méi enk mechanesch Toleranzen bei méi héije Frequenzen.
Kompakt rhombesch a rhombesch-Schleifen-Strukturen kënnen och op VHF-, UHF- oder Mikrowellenfrequenzen benotzt ginn. Dës skaléiert Designen kënnen awer aner Zufuhr-, Polarisatiouns- a Stralungseigenschaften hunn wéi eng traditionell terminéiert HF-rhombesch Antenn.
Figur 2. Beispill vun enger kompakter rhombescher Antennenstruktur fir den Empfang mat méi héije Frequenzen.
Terminéiert an net-terminéiert rhombesch Antennen
Eng terminéiert rhombesch Antenn produzéiert normalerweis e unidirektionalt Stralungsmuster. De gréissten Deel vun der nëtzlecher Stralung gëtt vum Zoufuerpunkt Richtung Terminatiounsend geriicht.
Wann den Ofschlosswidderstand ewechgeholl gëtt, gëtt de Stroum vum oppene Enn reflektéiert. D'Antenn entwéckelt dann eng méi staark Standwellekomponent a kann e bidirektionalt Muster produzéieren, mat grousser Stralung an zwou géigeniwwerleiende Richtungen.
Déi onterminéiert Konfiguratioun kann Energieverloscht an engem Ofschlosswidderstand vermeiden, awer seng Inputimpedanz a säi Stralungsmuster variéiere generell méi däitlech mat der Frequenz. Si kann och e méi schlecht Front-to-Back-Verhältnis an e manner virauszesoen Breitbandverhalen opweisen.
Stralungsmuster a Polariséierung
D'Stralungsmuster vun enger terminéierter rhombescher Antenn ass charakteriséiert duerch e viischte Haaptlob a verschidde Säiteloben. Déi genee Strahlrichtung a Strahlbreet hänken vun der Säitelängt, dem Rhombuswénkel, der Installatiounshéicht, der Betribsfrequenz an de Buedembedingungen of.
D'Erhéijung vun der elektrescher Längt kann d'Richtungsfäegkeet verbesseren, awer et kann och zousätzlech Säitelappen produzéieren. Dës ongewollt Lappen kënnen Energie an ongewollt Richtungen ausstralen an de praktesche Virdeel vum Haaptstral reduzéieren.
Eng horizontal installéiert rhombesch Antenn ass haaptsächlech horizontal polariséiert an der Haaptstralungsrichtung. Wéi och ëmmer, dat komplett dräidimensionalt Muster kann och vertikal Polarisatiounskomponenten enthalen, besonnesch an de Säitelappen an a Richtungen ewech vun der Haaptachs.
Figur 3. Illustrativt unidirektionalt Stralungsmuster vun enger terminéierter rhombescher Antenn.
Fudderung an Impedanzanpassung
Déi rhombesch Antenn ass normalerweis eng ausgeglach Struktur mat relativ héijer Inputimpedanz. Si gëtt dacks iwwer eng ausgeglach Transmissiounsleitung oder iwwer en passenden Impedanztransformator a Balun gespeist.
Wann e Koaxialkabel benotzt gëtt, muss den Iwwergang tëscht der onbalancéierter Zoufuhrleitung an der balancéierter Antenn suergfälteg entworf ginn. Eng net adäquat Upassung kann d'reflektéiert Leeschtung erhéijen, de Common-Mode-Stroum aféieren an dat gewënschte Stralungsmuster verzerren.
Ingenieure sollten evaluéieren:
- Input-Impedanz
- Retourverloscht a VSWR
- Ofschlosswiderstand
- Virausgewënn
- Verhältnis vun vir bis hannen
- Strahlrichtung
- Säitelob-Niveau
- Polariséierung
- Kraaftbehandlungsfäegkeet
Fir Sendersystemer mat héijer Leeschtung muss den Ofschlosswiderstand fäeg sinn, eng substantiell HF-Leeschtung sécher ofzeféieren.
Virdeeler
Zu den Haaptvirdeeler vun enger rhombescher Antenn gehéieren:
- Relativ breet Betribsbandbreet
- Nëtzlech Richtungsgewënn
- Stabil Impedanz wann se richteg ofgeschloss ass
- Einfach Drotbaséiert Konstruktioun
- Gëeegent fir HF-Verbindungen iwwer grouss Distanzen
- Fäeg fir héich Sendeleistung mat passenden Komponenten ze handhaben
- Verschidde rhombesch Antennen kënnen fir eng méi breet Ofdeckung oder fir de Wiessel tëscht Richtungen arrangéiert ginn.
Aschränkungen
Seng Haaptbeschränkungen enthalen:
- Erfuerdert eng grouss Installatiounsfläch
- Braucht e puer héich Ënnerstëtzungsstrukturen
- En Deel vun der HF-Leeschtung geet am Ofschlosswidderstand verluer
- Kann bedeitend Säitelappen produzéieren
- D'Leeschtung gëtt vun der Héicht an de Buedembedingungen beaflosst
- Mechanesch Ënnerhalt kann usprochsvoll sinn
- Net gëeegent fir déi meescht kompakt oder mobil Plattformen
Typesch Uwendungen
Rhombesch Antennen goufen historesch fir folgend Zwecker benotzt:
- HF-Kommunikatioun iwwer grouss Distanzen
- Fest Punkt-zu-Punkt-Funkverbindungen
- Kuerzwellenempfangsstatiounen
- Ionosphäresch a Skywellenkommunikatioun
- International Kommunikatiounsnetzwierker
- Funküberwachung a Signalintelligenz
- Fuerschung iwwer Langdraht- an Reeswellenantennen
Obwuel modern Kommunikatiounssystemer dacks log-periodesch Antennen, Breitband-Arrays, Reflekterantennen an elektronesch gesteiert Antennensystemer benotzen, bleift déi rhombesch Antenn e wichtegt Beispill an der Antennentheorie.
Et weist kloer, wéi d'Längt vun de Leiter, de Wandelwellestroum, de geometresche Wénkel a Feldsuperpositioun benotzt kënne ginn, fir d'Richtungsfäegkeet an d'Bandbreet vun der Antenn ze kontrolléieren.
RF MISO bitt Antennen- a Mikrowellenkomponentléisungen fir HF-Tester, Kommunikatioun, Radar, Antennenmiessung a Systemintegratioun. D'Verständnis vu klassesche Antennenstrukturen, wéi déi rhombesch Antenn, hëlleft Ingenieuren, wichteg Parameteren ze evaluéieren, dorënner Frequenzberäich, Verstärkung, Polariséierung, Strahlbreet, VSWR, Säitelobniveau a Stralungseffizienz.
Fir méi iwwer Antennen ze léieren, gitt w.e.g. op:
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 24. Juli 2026
