Forum: HF, Funk und Felder Nebenzipfel von Richtantenne eliminieren!


von Michael (Gast)


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Wie kann ich die Nebenzipfel der Richtantenne sinnvoll eliminieren?

Gerade bei einer 2,4GHz-Yagi (13cm-Band) gibt es Antennen mit großen 
Nebenzipfel und einige mit kleinen. Bei denen mit kleinen Zipfeln ist 
mir aufgefallen dass die Direktoren alle so schwarze Kappen haben. Sind 
die dafür extra gebaut?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Antennendiagramm#Nebenkeulend%C3%A4mpfung
Nebenkeulendämpfung scheint der übliche Begriff zu sein, englisch side 
lobe suppression
https://en.wikipedia.org/wiki/Side_lobe

Dafür interessieren sich vor allen Funkamateure, die Richtung Weltall 
empfangen. Also Erde-Mond-Erde Verbindungen oder Rauschmessung von 
Himmelskörpern wie Sonne, Mond oder Jupiter. Da fängt die Antenne über 
die Nebenkeulen Rauschen von der relativ warmen Erde ein, während man 
das Weltall als "kalt" bezeichnet.

Die Abdeckkappen sollten nur einen sehr kleine Auswirkung auf die 
Antenneneigenschaften haben, die sollen nur Wasser abhalten.

In der Literatur wird vor allem der Antennenparameter "G/T" genannt, 
also gain/(noise-)temperature
http://www.dg7ybn.de/Ant_soft/Antenna_GT_f5fod.htm

: Bearbeitet durch User
von Thomas U. (charley10)


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Michael schrieb:
...
...
> Bei denen mit kleinen Zipfeln ist
> mir aufgefallen dass die Direktoren alle so schwarze Kappen haben. Sind
> die dafür extra gebaut?

Das ist extra designtes, bei Mondschein gepresstes 
NebenzipfelDämpfungsmaterial! Gibts bei diversen Esoterikläden (gibt es 
BEPES eigentlich noch?) preiswert zu kaufen.
😇
Durch Stockung (h/v) mehrerer Antennen lässt sich die Kurve noch 
beeinflussen. Das Ganze wird dann aber zunehmend unhandlich.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Michael,

> Wie kann ich die Nebenzipfel der Richtantenne sinnvoll eliminieren?
Einen störenden Nebenzipfel kann man mit einer Zusatzantenne wohl 
verringern, allerdings entstehen dabei weitere kleine.

Nebenzipfel sind Nebenwirkungen einer nicht-idealen Antenne. Das wäre 
nicht einmal eine fehlerfreie Satellitenantenne, weil der Erreger noch 
aus anderen Richtungen zu sehen ist - deshalb strahlt er in diese.
Ideale Antennen mit diesem Makel wären wohl denkbar, aber nicht 
finanzierbar.

> Gerade bei einer 2,4GHz-Yagi (13cm-Band) gibt es Antennen mit großen
> Nebenzipfel und einige mit kleinen. Bei denen mit kleinen Zipfeln ist
> mir aufgefallen dass die Direktoren alle so schwarze Kappen haben.
Andernfalls wären die Öffnungen von Alurohren zu sehen.
Was an solch einer Antenne nicht aus Metall besteht, das hat 
wahrscheinlich keine elektrische Funktion.

Die Qualität einer Antenne hängt von ihrer Apertur ab - bei einer 
Taschenlampe mit Reflektor wäre das etwa die Austrittsfläche der 
Strahlung.
Bei der Yagi-Antenne nimmt die Apertur mit jedem weiten "richtig" 
platzierten Direktor zu.
Der Beitrag des Reflektors hinter dem Erreger und des ersen Diorektors 
vor diesem sind überragend, der Beitrag eines weiteren Elements ist um 
so kleiner, je weiter weg vom Erreger.

Schau mal in den "Rothammel" hinein. Das Buch war schon das beste 
Antennembuch für einen Funkamatur, als Karl Rothammel noch lebte. 
ISBN-13 : 978-3440058534 (nach Amazon die niederländische Ausgabe, aber 
gut als Ausgangspunkt, die deutsche Version zu finden.)
Zu finden in den Auslagen bei Buchhändlern mit technischer Ausrichtung 
und in Bibliotheken technischer Hochschulen und Unis.

Ciao
Wolfgang Horn

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Speziell zur Nebenkeulenunterdrückung gibt es im DUBUS-Magazin mehrere 
Artikel,  auch vom oben genannten Hartmut DG7YBN.
Auch in den DUBUS Technik-Büchern unter "Antennen", z.B 2012:
http://www.marsport.org.uk/dubus/t12contents.pdf

2016 sogar über den Einfluss von Plastik an Antennen
"Influence of Plastic enclosing a UHF Yagi Element"

: Bearbeitet durch User
von Stefan M. (derwisch)


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Michael schrieb:
> Wie kann ich die Nebenzipfel der Richtantenne sinnvoll eliminieren?

Garnicht.
Wenn es dafür eine nachträglich anwendbare Methode gäbe, wäre der 
Erfinder bereits mehrfacher Millionär.

Die Nebenzipfel liegen in der Natur jeder (Richt)Antenne.
Wie schon geschrieben wurde, ist es möglich, das Design einer Yagi so zu 
entwerfen, dass wenig Nebenzipfel entstehen.
Meistens haben dann dafür andere Parameter gelitten ( Bandbreite, 
Rauschzahl...).
Ich könnte mir Vorstellen, dass selbst eine Simulation nie ohne 
Nebenzipfel möglich ist.

Beitrag #6446564 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Pandur S. (jetztnicht)


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Mit Simulationen kann man die Nebenzipfel optimieren ... aber 
schlieslich kommt nichts von nichts. Je perfekter einen Antenne sein 
soll, desto aufwendiger wird sie. Kuerzlich hatten wir hier ein Foto 
einer solchen Yagi im 2D Array. Die war dann glaub fuer EME 
Verbindungen. Beeindruckend.

von Marek N. (Gast)


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Nebenzipfel sind eine direkte Konsequenz der Fouriertransformierten der 
Fensterfunktion.

von Hartmut DG7YBN (Gast)


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Nebenzipfel können nicht nachträglich eliminiert werden. Sie sind 
Bestandteil des mehr oder weniger guten Designs der Yagi-Uda Antenne. 
Yagis mit höchstem Gewinn in Strahlrichtung weisen i. d. R. mehr 
Nebenzipfel auf. Ebenso Yagis, die eine hohe Bandbreite aufweisen.
Der Entwickler der Yagi kann unter den Eigenschaften Gewinn, Bandbreite, 
Nebenzipfelunterdrückung einen Schwerpunkt legen. Bei Schwerpunkt auf 
Bandbreite leiden dann Gewinn und / oder Reduzierung von Nebenzipfeln 
usw..

Das Maß G/Ta = Verhältnis Gewinn G zu Antennentemperatur Ta gibt relativ 
gut wieder, wie gut den Mischung und der Gesamtentwurf für den Empfang 
schwacher Signale gelungen sind. Ta ist Rauschtemperatur aus der Summe 
von rundum aufgenommenem Grundrauschen, nicht etwa physikalische 
Temperatur der Antenne. Was dann auch ein Maß dafür ist, wie gut die 
zunächst gegensätzlichen Parameter Nebenzipfelunterdückung und Gewinn in 
Strahlrichtung zusammen verwirklicht wurden. Leider wird das G/Ta bei 
kaum einer kommerziell gefertigen UHF oder WLAN-Yagi angegeben.

Plastikkappen (Nebenzipfeldämpfungsmaterial: LoL). Alles Plastik, das an 
das Yagi-Element gebracht wird, verändert dessen elektrische Länge. Da 
muss den ein Korrekturfaktor her um das Element mechanisch auf die Länge 
zu bringen, dass es elektrisch wieder passen lang erscheint. Sonst wird 
die Yagi nicht so wie geplant funktionieren. Was sich auch in eimen 
veränderten Strahlungsdiagramm niederschlägt. Inwieweit Hersteller von 
Netzwerkyagis das berücksichtigen oder ausmessen kann man nicht pauschal 
beantworten. Ich habe da aber so meine Bedenken.

Ein paar Anworten und Beispiele zu G/Ta-optimierten Yagis kann man auf 
meiner Webseite finden: dg7ybn.de

von GHz N. (ghz-nerd)


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Die einzige Art, Sidelobes einer existierenden Antenne nebenwirkungsarm 
zu unterdrücken, besteht darin, mit absorbierenden Elementen ausserhalb 
des Nahfelds zu arbeiten... Dies wird auf jeden Fall funktionieren, die 
resultierenden Konstrukte dürften jedoch nur bei ausreichend kurzen 
Wellenlängen halbwefs praktikabel sein...

von dfIas (Gast)


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GHz N. schrieb:
> Die einzige Art, Sidelobes einer existierenden Antenne nebenwirkungsarm
> zu unterdrücken, besteht darin, mit absorbierenden Elementen ausserhalb
> des Nahfelds zu arbeiten... Dies wird auf jeden Fall funktionieren, die
> resultierenden Konstrukte dürften jedoch nur bei ausreichend kurzen
> Wellenlängen halbwefs praktikabel sein...
Thermisches Rauschen, das in die Nebenkeulen fällt (Erdrauschen), hängt 
dann von der Temperatur des Absorbermaterials ab. So gesehen nur etwas 
gewonnen, wenn man (deutlich) runterkühlen kann. Und das am besten ohne 
Raureif ...

von Pandur S. (jetztnicht)


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> Alles Plastik, das an das Yagi-Element gebracht wird, verändert dessen 
elektrische Länge.

Aeh, nein. Nur wenn das Material im E-Feld ist. Sinnvollerweise macht 
man's dort hin, wo das E-Feld Minimum, resp H-Feld Maximum ist.

von Volker M. (Gast)


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Pandur S. schrieb:
> Sinnvollerweise macht man's dort hin, wo das E-Feld Minimum ist

Es ging um Endkappen für die Elemente und die sind zwangsläufig im 
Maximum des E-Feldes.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Dann gibt es auch noch feldfreien Raum, in der Roehre. Dh eine Endkappe 
kann man aussen drueber stuelpen, und ist im EFeld, oder zum Einstecken, 
mit eigentlich fast nichts nach aussen... und hat nur ein paar mm^3 im 
schwachen Feld. Eine Frage, wie viel ueberstehen soll

: Bearbeitet durch User
von Käpt'n Morgan (Gast)


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Michael schrieb:
> Wie kann ich die Nebenzipfel der Richtantenne sinnvoll eliminieren?

Da ist nichts zu machen, wenn die Antennengröße im Bereich der 
Wellenlänge bleiben muß. Bei einer Parabolantenne ist das genau 
andersrum.

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