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EIN Yagi-Antenne ist ein Antenne das besteht aus a Dipol, ein Reflektor, und einem oder mehreren Direktoren. Dem Aussehen nach wird die Antenne im Volksmund Harkantenne genannt.
Erfinder
Die Yagi-Antenne war 1926 erfunden von Shintaro Uda, in Zusammenarbeit mit Hidetsugu Yagi, beide Professoren an der Tohoku University in Sendai, Japan. Weil Yagi (in 1928) veröffentlichte den ersten englischsprachigen Artikel über die neue Antenne, sein Name wurde an die neue Erfindung angehängt. Yagi hat immer anerkannt, dass Uda den wichtigsten Beitrag zum Design geleistet hat. Der Name Yagi-Uda-Antenne wäre daher richtiger. Bemerkenswert ist, dass es damals schon sehr hohe gab UHFFrequenzen (ab 400 MHz) erzeugt durch speziell konstruierte Tür Mikrowellen.
Konstruktion
EIN: Dipol
B: Reflektor
C: Direktoren
D: Anschlussbox für Antennenkabel
Die eigentliche Antenne ist die Dipol (Zeichnung sehen). Es gibt Direktoren, die das Signal sozusagen zum Dipol leiten und einen oder mehrere Reflektoren, die das Signal zum Dipol zurückreflektieren. Daher werden vor dem Dipol ein oder mehrere Direktoren montiert. Der erste (vom Dipol aus gesehen) ist etwas kürzer als der Dipol selbst, und jeder weitere ist etwas kürzer. Die Direktoren sind kürzer als die halbe Wellenlänge der höchsten zu empfangenden Frequenz. Diese Elemente liegen in der Nähe des Dipols oft etwas näher beieinander, der Abstand der Direktoren ist unkritisch.
Auf dem Dipol ist der Antennenkabel verbunden, der das Signal an a Empfänger führt bzw. beim Senden vom Sender zur Antenne. Der Reflektor ist ein hinter dem Dipol (und parallel dazu) angebrachter Stab, der etwas länger als der Dipol selbst ist. Die Länge des Reflektors ist daher etwas größer als die Hälfte a Wellenlänge von den niedrigsten empfangen Frequenz. Manchmal gibt es zwei oder drei Reflektoren übereinander. Reflektoren nacheinander sind nutzlos.
Das yagi wird abhängig von der Polarisationsrichtung des Sendeantenne Gesendet. Üblicherweise (z.B. in den Niederlanden) wurden öffentlich-rechtliche Radio- und Fernsehsendungen mit horizontaler Polarisation ausgestrahlt (d.h. die Elemente der Antenne liegen in der horizontalen Ebene), wobei die Elemente der Empfangsantenne auch in der horizontalen Ebene liegen müssen. Allerdings senden die niederländischen UKW-Sender seit 1996 mit vertikaler Polarisation, was einen besseren Empfang mit Autoradios ermöglicht. Die digitalen Fernseh- und Radiosendungen (siehe DVB-T) werden in den Niederlanden wie in einem Teil Deutschlands mit vertikaler Polarisation ausgestrahlt. In anderen Ländern (einschließlich Großbritannien) waren die Fernsehsendungen ebenfalls vertikal polarisiert und die Antennen mussten daher vertikal ausgerichtet werden.
Im oberen Bild ist eine Fernsehantenne für Band III (Frequenz ca. 200 MHz) angezeigt. Der Reflektor hat eine Länge von ca. 85cm, der Dipol ist 75 cm und die Direktoren sind ca. 60 cm lang.
Darunter befindet sich ein einfaches UHF-Yagi. Bei diesen Antennen beträgt der Abstand der beiden Stäbe des gefalteten Dipols ca. 10 cm, bei der UHF-Antenne ist der Dipol 30 cm breit für Kanal 27 bis 20 cm für Kanal 54.
Das Bild unten zeigt eine weitere UHF-Antenne (Band IV-V, 470-870 MHz). Die Direktoren und der Dipol sind vierfach ausgeführt. Jedes Element hat eine V-Form, die 2 Direktoren entspricht, und diese V-Elemente werden auf beiden Seiten des Stützrohrs platziert, also insgesamt vier Elemente. Der Reflektor ist hier als Netz ausgeführt. Die Antenne ist vertikal polarisiert.
Eigenschaften
Der Effekt dieser Konstruktion besteht darin, dass die passive Verstärkung des aus der gewünschten Richtung zu empfangenden Signals zunimmt. Die Empfindlichkeit gegenüber Signalen aus anderen Richtungen nimmt ab. Der Verstärkungsgrad und die Richtwirkung hängen von der Anzahl der hinzugefügten passiven Elemente ab. Neben der Signalverstärkung hat die Richtwirkung beim analogen Fernsehen auch die Funktion, das Auftreten von Geisterbildern (Reflexionen, Doppelbilder) durch von hohen Objekten reflektierte Signale stark zu reduzieren und damit eine bessere Bildqualität zu erzielen. Mit der Ankunft von digitales Fernsehen nicht zu starke Reflexionen beeinträchtigen die Bildqualität nicht und es können einfachere Antennen verwendet werden, die auch in Innenräumen aufgestellt werden können.
Operation
Die Bedienung der Yagi-Antenne wird erklärt durch Phasenverschiebung verursacht durch den Reflektor, denn das superresonant kontrolliert wird und der Betrieb in Phase von den Direktoren, die unterresonant arbeiten. Der Reflektor und die Direktoren werden als parasitäre Elemente bezeichnet, da sie im Gegensatz zum Dipol nicht mit dem speisenden (im Sendefall) oder empfangenden Antennenkabel verbunden sind. Die parasitären Elemente strahlen ebenso wie der Dipol ein elektromagnetisches Feld ab, wenn dem Dipol ein Signal zugeführt wird. Die 180° Phasendrehung am Reflektor und die gleichphasige Resonanz der Direktoren sorgen zusammen mit den Laufzeiten des elektromagnetischen Feldes dafür, dass das Feld hauptsächlich in die Vorzugsrichtung abgestrahlt wird. Felder, die schräg abgestrahlt werden oder in Richtung des Reflektors verlaufen, heben sich weitgehend auf.Da die Richtcharakteristik einer Empfangsantenne der einer Sendeantenne entspricht, wird beim Empfang das Feld bei Die Vorderseite der Direktoren ist es, die in den Direktoren konzentriert und zur Antenne gezogen wurden. Schräg eintretende oder von hinten kommende Felder löschen sich weitgehend gegenseitig aus und werden dadurch geschwächt.
Technische Details
Eine der wichtigsten Spezifikationen einer Antenne ist die Signalverstärkung. Dieser gibt an, um wie viel das maximale Feld stärker ist als bei einem isotropen Strahler (ein Strahler, der in alle Richtungen gleich stark abstrahlt) und wird üblicherweise in dB. Der Öffnungswinkel ist der Winkel in einer gegebenen Ebene, wobei das Feld 3 . beträgt dB unter dem Maximum. Das Vorne/Hinten-Verhältnis, ebenfalls in dB, gibt das Verhältnis des zu den Direktoren emittierten Feldes zu dem zum Reflektor hin emittierten Feld an. Außerdem muss die Antenne optimal an die Impedanz des Antennenkabels. Bei handelsüblichen Radio- und Fernsehantennen beträgt diese Impedanz 240 bis 300 Ohm bei symmetrischem Anschluss (Phasen- und Gegenphasensignal) und 60 bis 75 Ohm bei unsymmetrischem Anschluss; Signal relativ zu Null (Mantel des Koaxialkabel). Die meisten Radio- und Fernsehantennen liefern ein symmetrisches Signal, das von einem Impedanzwandler in ein asymmetrisches Signal umgewandelt wird. Beim Anschluss mehrerer Antennen mit einem Antennenfilter waren diese Übertrager oft in diesem Filter enthalten, können aber auch im Anschlusskasten der Antenne platziert werden.
Benutzen
Yagi-Antennen wurden ab den 1950er Jahren häufig für den Fernsehempfang verwendet. Mit der Ankunft von zentrale Antennengeräte ab den 1970er Jahren verschwanden sie nach und nach aus den dicht bebauten Gebieten. Auch im ländlichen Raum verlieren die Yagi-Antennen an Bedeutung, da heute fast alle Fernsehprogramme, auch Regionalprogramme, einen Satellitenschüssel mit assoziiertem Satelliten Receiver empfangen werden.Seit dem 11. Dezember 2006 wird in den Niederlanden nur noch digitales Fernsehen über UHF-Frequenzen.
Da die Antenne gerichtet und für eine begrenzte Bandbreite (ein oder nur wenige Kanäle) geeignet ist, werden separate Antennen benötigt, um mehrere Sender zu empfangen. Für Radio reicht meist nur ein Dipol, der für das gesamte Spektrum der UKW-Sender geeignet sein kann, da sich die Wellenlängen der UKW-Sender nicht so stark unterscheiden. Mit dem Aufkommen eines dichten Netzes von digitales Fernsehen (DVB-T) anstelle des klassischen analogen Fernsehens ist es nicht mehr notwendig, eine große Richtantenne zu verwenden, um lokale Fernsehsender zu empfangen. Übrigens sind die meisten Antennen, die für analoges Fernsehen verwendet wurden, nicht ganz nach dem Yagi-Uda-Prinzip gebaut. Um mehrere Kanäle mit der gleichen Antenne empfangen zu können, wurden verschiedene Modifikationen am Design vorgenommen.Außerdem wird dieser Antennentyp häufig von Funkamateure auch für relativ niedrige Frequenzen anwendbar, bei denen die Antennen mehrere Meter groß sein können. Bei der Amateurfunkantenne im Bild oben in diesem Artikel sind Verdickungen in den Elementen zu sehen, sogenannte Traps, die selektiv die Signale für die niedrigsten Frequenzen durchlassen, die Frequenzen für ein höheres Frequenzband jedoch sperren. Dieses Prinzip wurde auch auf die sogenannten Kombiantennen für den analogen Fernsehempfang übertragen, beispielsweise für die Kanäle 6, 44 und 47 für die Niederlande 1, 3 bzw. 2 (derzeit NPO 1, 3 und 2) über den Smilde-Kanal.
Externe Links
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