Eine Monopolantenne ist im Grunde jede Art von Funkübertragungsantenne, die als einzelne Säule steht. Auf den ersten Blick wirken solche Antennen oft wie aus einem Guss, was sie zumindest vom Aufbau her einfacher erscheinen lässt als die üblichen Dipolantennen, die mit zwei markanten Hälften verzweigt sind. Tatsächlich gibt es zwei Schlüsselkomponenten in der Monopol-Einstellung, aber in den meisten Fällen ist nur die Stange oder der Aufrichtstab sichtbar. Die zweite Komponente, eine Masseplatte, ist oft flach und wird manchmal zur Montage des Mastes verwendet. Monopole sind in der Regel kostengünstiger zu bauen und zu installieren, und obwohl sie normalerweise nicht ganz so leistungsstark sind wie andere Optionen, wenn es um Übertragungen geht, können sie bei vielen lokalen Kommunikationen und Empfängen sehr nützlich sein. Autoradios nutzen sie zum Beispiel fast ausschließlich, ebenso viele Mobilfunknetze, vor allem in Entwicklungsländern.
Antennen-Grundlagen
Antennen werden sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen verwendet, die entweder aus oder in elektrischen Strom umgewandelt werden. Die gleiche Antenne kann sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet werden, da die elektromagnetischen Eigenschaften aller Antennen identisch sind. Da Antennen typischerweise zum Senden und Empfangen von Funkwellen verwendet werden, gelten sie als eine Schlüsselkomponente von Funkgeräten. Die meisten Radios benötigen mehrere verschiedene Teile, um sie vorzubereiten und zu senden, aber ohne eine ausreichende Antenne werden ihre Sendungen nicht weit von der Basisstation entfernt.
Die meisten für den Rundfunk verwendeten Antennen sind Dipolantennen, was bedeutet, dass sie zwei Pole oder Hauptzweige haben. Monopol-Beispiele können manchmal für den Rundfunk verwendet werden, aber häufiger sind sie am Empfang von Signalen beteiligt, die von einer leistungsstärkeren Station an anderer Stelle gesendet wurden.
Allgemeines Verständnis der Monopol-Technologie
Im einfachsten Sinne ist eine Monopolantenne eine Funkantenne, die eine Hälfte einer Dipolantenne kombiniert mit einer rechtwinkligen Massefläche von beträchtlicher Länge anstelle ihrer anderen Hälfte ist. Eine Dipolantenne besteht aus zwei Hälften, während ein Monopolmodell eine der Hälften durch eine elektrisch leitende Oberfläche, eine sogenannte Groundplane, ersetzt, die sich wie die andere Hälfte einer Dipolantenne verhält. Mit einer ausreichend großen Massefläche kann der Monopol so stark sein wie seine verzweigte Alternative. Autoantennen sind ein übliches Beispiel, wobei das Metall des Autos selbst die Masseebene bildet.
Hauptanwendungen
Monopolantennen können in einem Frequenzbereich von mehreren hundert kHz bis zu einigen GHz eingesetzt werden. In der Telekommunikationsterminologie bezieht sich ein Monopol normalerweise auf eine Antenne, die allein steht und selbsttragend oder abgespannt ist, was bedeutet, dass sie durch die Spannung von befestigten Kabeln getragen wird, die am Boden verankert sind. Eine Gruppe von Monopolen, die verwendet wird, um die Richtung von Funkfrequenzen langer und mittlerer Wellenlänge zu verwalten, wird oft als Richtantennen-Array bezeichnet.
Antennen werden nicht nur im Fernseh- und Hörfunkbereich eingesetzt, sondern auch in der Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Mobiltelefone, drahtlose lokale Netzwerke (LAN), Raumfahrzeugkommunikation und Radar benötigen alle Antennen, um zu funktionieren. Die geringen Kosten und die schnelle Installation von Monopolantennen haben sie zur ersten Wahl für Mobilfunk- und Internetnetze weltweit, insbesondere in Entwicklungsländern, gemacht.
Häufigste Typen
Es gibt zwei grundlegende Arten von Monopolantennen: massive und planare. Der feste Typ ist zwar teurer in der Herstellung, aber dafür bekannt, eine gute Bandbreite zu haben und vollständig omnidirektional zu sein.
Der häufiger verwendete und kostengünstigere Planartyp hat auch eine gute Bandbreite, erfährt jedoch bei höheren Frequenzen Verzerrungen, wodurch er nicht omnidirektional wird. In den letzten Jahren wurde eine kreuzförmige Planarantenne entworfen und implementiert, die diese Frequenzverzerrung überwindet und gleichzeitig eine gute Bandbreite beibehält. Ein kreuzförmiger Doppelfrequenz-Monopol wurde ebenfalls hergestellt und getestet, um die Frequenzverzerrung noch weiter zu reduzieren.