Was versteht man unter „Antennenhöhengewinn“?
Ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass sich die Leistung einer Antenne deutlich verbessern kann, wenn man sie nur wenige Zentimeter höher stellt? Diese Verbesserung wird oft als „Antennenhöhengewinn“ bezeichnet. Dieser Begriff kann jedoch irreführend sein. Es handelt sich nicht um eine Eigenschaft der Antenne selbst, wie beispielsweise ihre dBi-Angabe. Vielmehr verbessert sich die Leistung Ihres gesamten Funksystems durch die optimierte Position der Antenne.
Kurz gesagt: Eine höhere Antenne kann weiter und klarer „sehen“ und Hindernisse wie Gebäude, Bäume und sogar die Erdkrümmung überwinden. Dieser Leitfaden erklärt Ihnen die grundlegenden Prinzipien und ermöglicht es Ihnen, die Auswirkungen mithilfe interaktiver Tools selbst zu erkunden.
Die Kernprinzipien
1. Erweiterung des Funkhorizonts
Bei den meisten Hochfrequenzsignalen (wie WLAN, UKW-Radio oder 5G) ist eine direkte Sichtverbindung erforderlich. Der sogenannte „Funkhorizont“ bezeichnet die maximale Entfernung, die ein Signal zurücklegen kann, bevor es durch die Erdkrümmung blockiert wird. Eine höher positionierte Antenne ermöglicht eine größere Reichweite und damit eine deutlich höhere potenzielle Kommunikationsreichweite.
Radiohorizontrechner
(verdeckt)
(Freier Sichtweg)
2. Freiräumen der Fresnelzone
Ein Funksignal breitet sich nicht geradlinig aus, sondern in einem fußballförmigen Bereich, der sogenannten Fresnel-Zone. Für ein optimales Signal muss diese Zone weitgehend frei von Hindernissen sein. Selbst bei direkter Sichtverbindung kann ein Objekt, das in die Fresnel-Zone hineinragt, das Signal schwächen oder reflektieren. Die effektivste Methode, die gesamte Fresnel-Zone über Hindernisse hinweg anzuheben, ist, die Antenne höher zu positionieren.
Eine gängige Faustregel besagt, dass mindestens 60 % des Radius der Fresnel-Zone frei von jeglichen Verstopfungen sein sollten.
Interaktiver Pfadgewinn-Simulator
Sehen Sie selbst, welchen Einfluss die Antennenhöhe hat. Diese Grafik simuliert, wie sich die Signalstärke (Pfadgewinn) verbessert, wenn Sie die Antennen über einen festen Abstand anheben. Ein höherer Wert ist besser. Bewegen Sie die Schieberegler, um zu sehen, wie sich die Höhe auf den Signalweg auswirkt.
Resultierender Pfadgewinn
-120 dB(Weniger Negativität ist besser)
Häufig gestellte Fragen
Ist eine Antenne mit höherer Verstärkung besser als eine physisch höhere Antenne?
Bei der Fernkommunikation, wo Sichtverbindung wichtig ist (VHF, UHF, Mikrowelle), ist eine Erhöhung der Antennenhöhe fast immer vorteilhafter als eine Steigerung des Antennengewinns. Die Höhe löst das grundlegende Problem der Abschattung und der Erdkrümmung. Eine Antenne mit hohem Gewinn nützt nichts, wenn das Signal blockiert wird. Zuerst sollte man die richtige Höhe erreichen, dann kann man eine Antenne mit höherem Gewinn in Betracht ziehen, um das nun klare Signal zu bündeln.
Welchen Antennengewinn in dB erhalte ich durch die Verdopplung meiner Antennenhöhe?
Theoretisch reduziert eine Verdopplung der Höhe beider Antennen über einer ebenen Fläche die Dämpfung um 6 dB, was einem Gewinn von 6 dB entspricht. Die Verdopplung der Höhe nur einer Antenne bringt eine Verbesserung von 3 dB. In der Praxis ergibt sich der Hauptvorteil jedoch aus der Beseitigung von Hindernissen, wodurch eine deutlich stärkere Verbesserung erzielt werden kann, die die theoretischen 6 dB weit übersteigt.
Spielt die Antennenhöhe beim Kurzwellenradio (HF) eine Rolle?
Das kommt darauf an. Bei der Langstrecken-HF-Kommunikation, die auf der Reflexion von Signalen an der Ionosphäre (Raumwelle) basiert, ist die Höhe weniger kritisch. Hauptziel ist es, die Antenne frei im Sichtfeld zu positionieren und den richtigen Abstrahlwinkel zu erreichen. Bei der lokalen HF-Kommunikation mit Sichtverbindung (Bodenwelle) ist die Höhe jedoch, wie auch bei VHF/UHF, nach wie vor sehr wichtig.
