Was sind FM-Antennen? Vollständiger Leitfaden

FM-Antennen, die zwischen den Frequenzen 88 - 108 MHz arbeiten, sind in der Lage, eine zuverlässige Sprachkommuni1on für eine Vielzahl von Anwendungen herzustellen. Dieser Artikel untersucht das Funktionsprinzip von FM-Antennen, hebt ihre Haupttypen hervor und beschreibt ihre Verwendung in persönlichen, kommerziellen und Notfallkontexten. Darüber hinaus wird auf die Faktoren eingegangen, die die Antennenauswahl beeinflussen, und es werden einige wesentliche Überlegungen dargelegt, die der Benutzer anstellen muss, um eine optimale Leistung der FM-Antennen zu erzielen und gleichzeitig die Signalintegrität zu gewährleisten.

Einführung in FM-Antennen

FM-Antennen sind Very High Frequency (VHF)-Antennen, die speziell für den Betrieb im FM-Radiofrequenzbereich von 88-108 MHz ausgelegt sind. Die FM-Antennen dienen als Schnittstelle für die Übertragung und den Empfang von FM-Signalen. Die Antenne ist jedoch nicht nur für FM-Signale geeignet, sondern auch für alle Signale, die innerhalb ihres VHF-Bereichs auftreten. Der Effekt der FM-Signale ist jedoch, dass die Antennen aufgrund der kurzen Wellenlänge der FM-Signale relativ kompakt sind.

Die FM-Antennen erleichtern die effiziente Übertragung und den Empfang von FM-Signalen. Durch ihr maßgeschneidertes Design und ihre Platzierung beeinflussen diese Antennen die Reichweite, Klarheit und Signalstärke des Signals, um eine hohe Sende- und Empfangsqualität zu gewährleisten und die Reichweite und Zuverlässigkeit des FM-Radios zu erhöhen.

Wie funktionieren FM-Antennen?

FM-Radiosignale sind eine Art von elektromagnetischen Wellen, die sich mit Hilfe von elektrischen und magnetischen Schwingungen im Raum ausbreiten. Neben den UKW-Radiosignalen umfasst das elektromagnetische Spektrum auch Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett, Röntgenstrahlen und Gamma-Strahlen. FM-Radiosignale sind elektromagnetische UKW-Signale und eignen sich aufgrund ihrer Ausbreitung über die Sichtlinie für den Rundfunk mit kurzer bis mittlerer Reichweite.

FM-Antennen ermöglichen die Umwandlung von elektrischen Signalen in elektromagnetische Wellen und umgekehrt bei der Signalübertragung bzw. beim Empfang. Bei der Signalübertragung erhält die Antenne ein elektrisches Signal vom Sender, das zur Erzeugung oszillierender elektrischer und magnetischer Felder verwendet wird, wodurch Radiowellen entstehen. Beim Empfang fängt die Antenne die eintreffenden elektromagnetischen Wellen ab, was zur Induktion eines entsprechenden elektrischen Stroms führt, der vom Empfänger verarbeitet wird, um das gesendete Signal wiederherzustellen.

Arten von FM-Antennen

FM-Antennen umfassen eine Vielzahl von Antennentypen, die jeweils zur Verbesserung der Signalübertragung und des Empfangs im Frequenzbereich von 88-108 Mhz entwickelt wurden. Einige der gängigsten FM-Antennentypen sind die folgenden:

Dipol-Antennen

Dies ist der am häufigsten verwendete und einfachste FM-Antennentyp. Sie besteht aus zwei gleich langen Leitern in Form eines "T" und einer Speiseleitung in der Mitte und wird aufgrund ihrer ausgewogenen Leistung ausschließlich für Radiosender und FM-Sender verwendet. Darüber hinaus werden diese Antennen auch zur Bildung von Antennengruppen verwendet, in denen Dipolantennen derselben Bauart und desselben Frequenzbereichs aufgestellt werden, um die Gefahr von Mehrweg-Interferenzen zu verringern.

Yagi-Antennen

Yagi-Antennen sind Richtantennen, die aus einem Dipol als angetriebenem Element, einem Reflektor und mehreren Direktoren bestehen. Diese einzigartige Konstruktion ermöglicht es, den Signalgewinn in einer bestimmten Richtung zu erhöhen, wodurch sich Yagi-Antennen hervorragend für Anwendungen eignen, die eine Verbindung in einer bekannten Richtung erfordern. Vor allem im UKW-Rundfunk werden Yagi-Antennen meist eingesetzt, um Verbindungen in bestimmten Bereichen zu ermöglichen und die Verbindung zwischen weit entfernten Sendern zu gewährleisten.

Vertikale Antennen

Diese Antennen werden auch als Monopolantennen bezeichnet, da ihr Aufbau dem einer Dipolantenne ähnelt, die zur Hälfte im Boden versenkt ist. Diese Antennen sind omnidirektional und eignen sich daher für den UKW-Rundfunk, wenn eine breitere Abdeckung erforderlich ist. Da die Vertikalantenne einfach und kompakt ist, lässt sie sich leicht installieren, was sie zu einer guten Wahl für den Amateurfunkbetrieb macht.

Schleifenantennen

Schleifenantennen sind Drahtschleifen oder Spulen, die je nach Verwendungszweck kreisförmig oder rechteckig geformt sind. Obwohl diese Antennen sowohl Richtungs- als auch Rundstrahlcharakteristiken aufweisen können, werden sie am häufigsten als Richtantennen verwendet. Darüber hinaus zeichnen sich diese Antennen dadurch aus, dass sie weniger anfällig für künstliches Rauschen sind und daher meist zur Verbesserung des Signalempfangs eingesetzt werden.   

Peitschenantennen

Die Peitschenantenne ist eine Monopolantenne, die flexibel ist. Sie eignet sich daher hervorragend für tragbare FM-Radioempfänger in FM-Radios, schnurlosen Telefonen und Walkie-Talkies. Diese Antennen sind oft mit einer Schutzschicht überzogen, die sie in verschiedenen Umgebungen haltbar und flexibel macht und eine beliebte Wahl für Autoradios ist.

Der Frequenzbereich von FM-Antennen

Nach der Definition der Federal Communications Commission (FCC) umfasst das UKW-Rundfunkband in den Vereinigten Staaten den Frequenzbereich von 88 MHz bis 108 MHz. Dieser Bereich kann jedoch in anderen Teilen der Welt geringfügige Abweichungen aufweisen, fällt aber dennoch in den VHF-Bereich.

Der US-FM-Bereich ist in 100 Kanäle mit einer Breite von jeweils 0,2 MHz unterteilt, wobei die Mittenfrequenz 0,1 MHz vom unteren Ende des Kanals entfernt liegt; daher endet jede FM-Mittenfrequenz mit einer ungeraden dezimalen Erweiterung von .1, .3, .5, .7 oder .9.

Da das UKW-Band ausschließlich für UKW-Radioübertragungen genutzt wird, garantiert dies die geringstmöglichen Störungen durch andere communication-Anschlüsse. Darüber hinaus ist der hohe Frequenzbereich auch ein Schlüsselfaktor für die Erzielung einer höheren Audiokompatibilität und eines besseren Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) im Vergleich zu niedrigeren Frequenzbändern.

Wenn man die Unterschiede zwischen FM- und AM-Frequenzbereichen betrachtet, hat jeder seine eigenen Merkmale. Das AM-Radio nutzt den Mittelfrequenzbereich (MF) von 535 kHz bis 1605 kHz, der sich hervorragend für die Überwindung großer Entfernungen eignet, und außerdem kann AM nachts durch Reflexion an der Ionosphäre über ein Phänomen namens "Himmelswelle" mehrere hundert Meilen zurücklegen.

Was die Ausbreitung von UKW betrifft, so bleiben seine Fähigkeiten unabhängig von der Tages- oder Nachtzeit erhalten und sind aufgrund des höheren Frequenzbereichs robuster gegenüber Rauschen und Störungen als AM. Betrachtet man jedoch die Reichweite, so haben UKW-Signale eine viel geringere Reichweite, da ihre Ausbreitung in erster Linie auf einer Sichtverbindung beruht.

Diese Frequenzunterschiede spiegeln sich auch in der Konstruktion und Anwendung von FM- und AM-Antennen wider. FM-Antennen sind im Vergleich zu AM-Antennen in der Regel kürzer, da sie für kürzere Wellenlängen (höhere Frequenzen) ausgelegt sind, während AM-Antennen viel länger sind, um die längeren Wellenlängen zu unterstützen, die ihren relativ niedrigen Frequenzen entsprechen.

Anwendungen der FM-Antenne

FM-Antennen spielen eine wichtige Rolle bei verschiedenen Anwendungen in einer Reihe von Branchen. Einige der bekannten Anwendungen sind:

FM-Radioausstrahlung

Der Rundfunk ist vielleicht die populärste Anwendung der Frequenzmodulation, die so weit geht, dass sie ein Synonym für UKW ist. Daher spielen FM-Antennen eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Audioinhalten von Radiosendern an die Hörer. FM-Hochleistungsantennen und FM-Antennengruppen werden von den Rundfunkanstalten in Kombination eingesetzt, um eine breitere Abdeckung zu erreichen und den Nutzern einen klaren und gleichmäßigen Empfang zu gewährleisten.

Als persönliche tragbare Funkgeräte

FM-Peitschenantennen werden in der Regel in Autoradios und Handheld-Geräten verwendet, um den Nutzern den Anschluss an FM-Sendungen zu ermöglichen. Da sie eine direkte Verbindung zu FM-Signalen ermöglichen, ohne dass ein Zwischengerät erforderlich ist, sind FM-Antennen eine unschätzbare Komponente der drahtlosen Audiotechnologie.

Assistive Hörgeräte

In unterstützenden Lernsystemen arbeiten FM-Antennen in Frequenzen nahe oder innerhalb des Standard-FM-Bandes, um Personen mit Hörbehinderungen in Theatern, Hörsälen und Gotteshäusern ein klares Hörerlebnis zu ermöglichen.

Notfall-Rundfunksysteme

FM-Antennen sind eine zuverlässige Option für die Aufrechterhaltung der Audiointegrität inmitten von Störungen, was sie zu einem wichtigen Element für die Weitergabe von Informationen bei Naturkatastrophen, Unwetter und anderen Notfällen macht. Daher werden diese Antennen in der Regel eingesetzt, um die öffentliche Sicherheit in Notfällen zu koordinieren1TP15.

Antennenverstärkung und Richtwirkung: Verstärkung der Signalstärke

Die Leistung einer FM-Antenne oder jeder anderen Antenne kann durch den Gewinn und die Richtwirkung bestimmt werden, die sie aufweist.

Der Antennengewinn ist ein Maß für die Wirksamkeit der Antenne bei der Ausrichtung ihrer Hochfrequenzenergie in eine bestimmte Richtung im Vergleich zu einem isotropen Strahler. Im Zusammenhang mit FM-Antennen ist der Gewinn die Fähigkeit der Antenne, die Signalstärke innerhalb des FM-Frequenzbandes zu erhöhen. Typischerweise hat die am häufigsten verwendete Halbwellendipol-FM-Antenne einen mäßigen Gewinn von 2,15 dBi. Spezialisierte FM-Antennen wie Yagi-Antennen können jedoch wesentlich höhere Gewinne von 7 - 12 dBi erzielen.

Die Richtwirkung einer Antenne ist ein Maß dafür, wie konzentriert die Strahlung in eine bestimmte Richtung ist. Im Gegensatz zum Gewinn ist es ein dimensionsloses Maß, das eine Antenne mit einer isotropen Quelle vergleicht. Es gibt verschiedene Arten von FM-Antennen, von denen einige omnidirektional sind, während andere in ihrem Strahlungsmuster gerichtet sind. Yagi-FM-Antennen haben eine hohe Richtwirkung und werden daher für die Anbindung von Zielgebieten und geografisch schwierigen Regionen eingesetzt. Vertikale oder Peitschen-FM-Antennen sind omnidirektional, was sie ideal für allgemeine Rundfunkzwecke macht.

Es ist auch wichtig zu beachten, dass ein höherer Gewinn und eine höhere Richtwirkung zwar zur Verbesserung der Signalstärke in der gewünschten Richtung beitragen können, aber auch die Strahlung in andere Richtungen verringern. Daher ist es besser, bei der Entscheidung über die erforderliche Antennenverstärkung und Richtwirkung auch die Anforderungen an die Abdeckung zu berücksichtigen.

FM-Antennen vs. AM-Antennen: Hauptunterschiede

FM- und AM-Antennen sind für den Betrieb in ihren eigenen Frequenzbereichen ausgelegt und verwenden unterschiedliche Modulationsverfahren, was zu Unterschieden im Design, der Größe und der Funktionalität führt. Im Folgenden werden die wichtigsten Unterschiede zwischen FM- und AM-Antennen aufgeführt.

Die Wahl der richtigen FM-Antenne

Um die richtige FM-Antenne auszuwählen, muss man sich eingehend und detailliert mit seinen Anforderungen und Bedingungen auseinandersetzen. Der Standort, der Anwendungsfall und das Budget sind entscheidend für die richtige Wahl. Im Folgenden finden Sie einen Leitfaden, der Ihnen hilft, die richtige Wahl zu treffen.

Standort

Der Standort des Nutzers wirkt sich auf die Gesamteffizienz der Antenne aus. In den meisten Fällen kommt es in städtischen Gebieten zu Signalstörungen, die durch Reflexionen von Hindernissen wie hohen Gebäuden verursacht werden, so dass es in diesen Fällen sinnvoll ist, Richtantennen zu verwenden, die Signale nur aus einer einzigen Richtung empfangen. Ländliche Regionen hingegen profitieren eher von Rundstrahlantennen, da diese in der Lage sind, alle erforderlichen Signale unabhängig von der Richtung zu empfangen. Darüber hinaus sollten Sie auch die Entfernung zu UKW-Sendern berücksichtigen. Wenn Sie sich in der Nähe eines Senders befinden, eignet sich eine Innenantenne, wenn Sie weiter entfernt sind, ist eine Außenantenne am effektivsten.

Verwendung

Überlegen Sie sich zunächst, wofür Sie die Antenne benötigen. Wenn Sie zum Beispiel ein regelmäßiger Hörer sind, dann wird eine Innenantenne, zum Beispiel ein Tischmodell, das einfach zu installieren und zu verwenden ist, Ihren Bedürfnissen entsprechen. Außenantennen hingegen, bei denen das genaue Modell vom gewünschten Gewinn abhängt, eignen sich am besten für Enthusiasten oder Profis, die eine hohe Signalqualität wünschen. Für einen Rundfunkveranstalter ist es wichtig, eine starke Sendeantenne zu wählen, die eine hohe Sendeleistung bietet und unter verschiedenen Bedingungen gut funktioniert.

Haushalt

Sie können alles finden, von erschwinglichen Zimmerantennen bis hin zu teuren professionellen Antennen. Während die Suche nach erschwinglichen Antennen für einen zufälligen Benutzer akzeptabel ist, wird jeder Profi anfangen, nach hochwertigen Antennen zu suchen, die viel mehr kosten, aber überlegene Qualität gewährleisten. Wenn Sie sich also überlegen, wie viel Sie bereit sind auszugeben und in welchem Bereich, können Sie sicher sein, dass die Antennen für Sie perfekt funktionieren.

Signalstörung

Andere elektronische Geräte wie Telefone oder Wi-Fi-Router, Stromleitungen können FM-Interferenzen verursachen, die sich negativ auf die Qualität des Funksignals auswirken können. In diesen Situationen ist es oft ideal, eine geeignete Antenne zu erwerben, die Störungen blockiert, eine beliebte Lösung ist eine abgeschirmte oder gefilterte Antenne. Auch die Platzierung der Antenne ist wichtig, um gegenseitige Störungen zu vermeiden.

Einfacher Einbau

Überlegen Sie, ob die Antenne von einem Fachmann installiert werden muss oder ob sie vom Benutzer selbst aufgestellt werden kann. Antennen für Innenräume sind in der Regel sofort einsatzbereit, während Modelle für den Außenbereich möglicherweise eine sorgfältige Positionierung, Montageteile und Wetterschutzmaßnahmen erfordern. Die Komplexität der Installation sollte Ihren technischen Kenntnissen und Ressourcen entsprechen.

Reco1TP15Empfehlungen auf der Grundlage spezifischer Bedürfnisse und Anforderungen

Für Anforderungen in Innenräumen

Eine Dipol- oder Peitschenantenne bietet im Allgemeinen einen ausreichenden Signalempfang in städtischen Gebieten, obwohl Störungen durch Gebäude und elektronische Geräte die Leistung beeinträchtigen können. Dies könnte für die meisten Hausinstallationen geeignet sein, da diese Antennen erschwinglich und einfach zu installieren sind. Außerdem eignen sich Teleskopantennen hervorragend für kompakte Räume und sind zudem recht preiswert.

Für Anforderungen im Freien

Außenantennen eignen sich besser für Gebiete mit schwachen oder ungleichmäßigen Signalen. Die Yagi-Antennen zum Beispiel sind ziemlich direktional und eignen sich perfekt, wenn Sie UKW-Signale aus einer Entfernung direkt empfangen möchten. Wenn Signale aus mehreren Richtungen empfangen werden sollen, ist eine Rundstrahlantenne für den Außenbereich geeignet. Je höher die Antenne angebracht ist, desto besser ist der Empfang, da es weniger Hindernisse gibt.

Für berufliche Anforderungen

Antennen, wie zirkular polarisierte Antennen, die einen großen Bereich abdecken und in unterschiedlichem Gelände ohne Signalschwund arbeiten können, sind eher für professionelle Anwender geeignet. Außerdem ist es wichtig, dass die Nennleistung der Antenne mit der Leistung des Senders übereinstimmt, um das System vor Überlastung zu schützen.

Schlussfolgerung

Im Kern sind UKW-Antennen ein integraler Bestandteil der heutigen Radiokommunikation, ganz zu schweigen davon, dass sie auch als Träger von Funktionen dienen, die vom privaten bis zum professionellen Rundfunk reichen. Um einen klaren und zuverlässigen Empfang zu erreichen, ist es wichtig, die Unterschiede zwischen den Antennentypen und ihre Eignung für bestimmte Umgebungen zu verstehen. Durch die Bewertung von Faktoren wie Signalstärke, Interferenzen und Installationsanforderungen können die Nutzer eine FM-Antenne auswählen, die ihren Bedürfnissen entspricht und gleichzeitig eine effiziente und dauerhafte Leistung gewährleistet. Eine gut gewählte FM-Antenne gewährleistet eine optimale Leistung und ist damit ein unverzichtbares Hilfsmittel für private und professionelle Anwendungen.