Was ist eine kollineare Antenne?

Eine kollineare Antenne, auch „kolinear“ oder „kollineares Antennenarray“ genannt, ist ein Satz von Dipolantennen, die entlang ihrer Länge so ausgerichtet sind, dass sie eine lange Linie bilden. Jedes Element der Dipolantennen ist 1/2 Wellenlänge lang. Bei richtiger Ausrichtung und Phasenlage kann ein kollineares Array eine Erhöhung der Signalstärke um 3 dB oder mehr bewirken. Eine Erhöhung der Signalstärke um 3 dB entspricht in etwa einer Verdoppelung der Signalstärke. Diese Zunahme der Signalstärke erfolgt senkrecht zur Länge des Arrays, daher werden die Arrays normalerweise vertikal montiert, um die Signalstärke in der horizontalen Ebene zu erhöhen.

Kollineare Arrays haben normalerweise maximal vier Elemente als Folge von Problemen beim Versuch, sechs oder mehr Elemente in Phase zu halten. Eine kollineare Antenne mit vier Elementen besteht aus zwei separaten Antennen, jede mit zwei Elementen und jedes Element 1/2 Wellenlänge lang und vertikal montiert, so dass alle Elemente in einer Linie sind. Sie werden mit einem auf 1/2 Wellenlänge geschnittenen Koaxialkabel verbunden, das anhand des Geschwindigkeitsfaktors des Kabels berechnet wird. Es ist dieses Koaxialkabel, das die Elemente der Antenne in Phase hält.

Koaxialkabel haben einen sogenannten „Geschwindigkeitsfaktor“, der auf der Art der verwendeten Isolierung basiert. Der Geschwindigkeitsfaktor sollte auf der Außenseite des Kabels markiert werden. Die benötigte Länge des Koaxialkabels wird ermittelt, indem die Länge von 1/2 Wellenlänge genommen und mit dem Geschwindigkeitsfaktor multipliziert wird. Wenn der Geschwindigkeitsfaktor des Kabels beispielsweise 0.66 oder 66 Prozent beträgt, multiplizieren Sie die Länge von 1/2 Wellenlänge mit 0.66.

Im 144-MHz-Bereich ist eine beliebte Variante, die von Amateurfunkern verwendet wird, die kollineare Antenne „Stacked-J“ oder „J-Pole“. Bei dieser Antenne ist das Geflecht des Koaxialkabels mit einem 1/2-Wellenlängen-Element verbunden, das nach unten zeigt und zu einer „U“-Figur gefaltet ist, wobei jeder lange Abschnitt etwa 1/4 Wellenlänge lang ist. Der Mittelleiter ist mit einem vertikalen 1/2-Wellenlängen-Element verbunden, ein weiteres 1/2-Wellenlängen-Element oben, wobei beide durch ein 1/2-Wellenlängen-Element verbunden sind, das in eine „U“-Form gebogen und horizontal montiert ist. Dieses Element dient dazu, die beiden vertikalen Elemente zu isolieren.

Bei Frequenzen über 300 MHz ist es möglich, Koaxialkabellängen zu verwenden, um eine kollineare Antenne herzustellen, indem der Geschwindigkeitsfaktor des Kabels verwendet wird, um die Längen zu bestimmen und die Verbindungen jedes Abschnitts abzuwechseln. Der Mittelstecker von Abschnitt 1 wird mit dem Geflecht von Abschnitt 2 verbunden; das Geflecht von Abschnitt 1 wird mit dem Mittelleiter von Abschnitt 2 verbunden, und so weiter. Die Phasenlage zwischen den Abschnitten wird durch den Abstand zwischen den einzelnen Abschnitten bestimmt.