Wat is een omnidirectionele antenne?

Antennes zijn apparaten die worden gebruikt voor draadloze communicatie door het vereiste informatiesignaal om te zetten in elektromagnetische golven. Antennes kunnen zowel zendantennes als ontvangstantennes zijn. Ze kunnen worden ingedeeld in verschillende types op basis van hun fysieke structuur, frequentiebereik of toepassingsmodus.

Omnidirectionele antennes zijn een van de populaire soorten antennes die signalen in alle richtingen kunnen ontvangen en uitzenden, waardoor ze ideaal zijn voor veel toepassingen zoals FM-radio's, Wi-Fi-routers, mobiele telefoons, enz.

Dit artikel geeft een uitgebreid overzicht van wat een omnidirectionele antenne is, hoe hij werkt, zijn toepassingen, voor- en nadelen, hoe je een antenne kiest, enz.  

Wat is een omnidirectionele antenne?

Omnidirectionele antennes zijn een van de belangrijkste soorten antennes in draadloze communicatie. In tegenstelling tot richtantenne die energie in één richting richten, hebben omni-antennes een ontvangstpatroon van 360 graden en kunnen ze radiofrequente elektromagnetische velden in alle horizontale richtingen evenveel uitstralen of onderscheppen. Ze hebben een gebalanceerde versterking voor alle frequenties en kunnen een consistente dekking bieden over een breed gebied, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen waarbij de signaalrichting varieert of niet vooraf kan worden bepaald.

Omnidirectionele en directionele antennes verschillen van elkaar gebaseerd op de richting van de straling. Een richtantenne kan geen signalen in alle richtingen gelijk ontvangen en uitzenden, zoals een omnidirectionele antenne. Het stralingspatroon is beperkt tot een straal van ongeveer 45 tot 90 graden. Een richtantenne is gericht op een bepaalde richting en heeft een beperkt connectiviteitsgebied, maar heeft een betere interferentietolerantie van andere richtingen en kan dus een hogere doorvoer voor de geselecteerde richting produceren. Omnidirectionele antennes hebben, ondanks het feit dat ze een verbindingsbereik van 360 graden hebben, vaak een lagere versterking en hebben meer vermogen nodig om signalen over een langere afstand te verzenden.

Hoe werken omnidirectionele antennes?

Omnidirectionele antennes hebben een donutvormig stralingspatroon van bovenaf gezien met de antenne in het midden. Ze stralen een gelijk vermogen uit in alle richtingen loodrecht op de as, waarbij het vermogen varieert met de ashoek en afneemt tot nul op de as. Het bereik van omnidirectionele zenders kan oplopen tot een paar honderd meter, maar het varieert afhankelijk van verschillende factoren zoals de gebruikte frequentie, het uitgangsvermogen van de zender, de hoogte en plaatsing van de antenne en de omgeving.

Soorten omnidirectionele antennes

Er zijn verschillende soorten omnidirectionele antennes.

• Dipoolantenne: Een dipoolantenne heeft twee geleidende elementen zoals metalen draden of staven die in een rechte lijn zijn georiënteerd en in het midden van de dipoolantenne zijn de geleidende materialen gescheiden met behulp van een isolator. De RF-spanningsbron wordt in het midden van de antenne geplaatst. De spanning en stroom die door deze 2 geleidende elementen gaan, produceren elektromagnetische of radiosignalen die in alle richtingen uit de antenne worden gestraald.
• Monopool antenne: Een monopoolantenne is een rechte staafvormige geleider die loodrecht boven een grondplan is gemonteerd. Het is de helft van een dipoolantenne. De geleidende staaf werkt als een resonator en straalt inkomende signalen uit in alle richtingen verticaal ten opzichte van de lengte van de antenne boven de grondplaat.
• Collineaire antenne: Een collineaire antenne is een type halvegolf dipoolantenne waarbij meerdere dipolen verticaal op elkaar gestapeld zijn om de versterking van de antenne in verticale richting te vergroten.
• Zweepantenne: Een sprietantenne is een metalen draad of staaf die flexibel is. Ze worden meestal gebruikt in draagbare radio's, walkietalkies, autoantennes, enz.
• Grondvlakantenne: Grondvlakantennes gebruiken een geleidende grondplaat die boven de grond is gemonteerd om de prestaties van de antenne te verbeteren.

Toepassingen van omnidirectionele antennes

Omnidirectionele antennes worden alleen gebruikt in toepassingen waarbij de richting van het signaal niet vooraf is bepaald of waarbij het signaal vanuit een groter gebied toegankelijk moet zijn zonder dat de antenne hoeft te worden aangepast.

• Cellulaire netwerken: Omnidirectionele antennes worden gebruikt in cellulaire netwerken om dekking in alle richtingen mogelijk te maken, zodat gebruikers uit een groter gebied verbinding kunnen maken met het cellulaire netwerk.
• Wi-Fi-routers: Wi-Fi-routers en toegangspunten maken ook gebruik van omnidirectionele antennes. Hierdoor krijgen meerdere gebruikers en apparaten een consistent signaalbereik in het hele aangewezen gebied.
• Uitzending: Omnidirectionele antennes spelen een belangrijke rol in radio- en televisie-uitzendingen door signalen in alle richtingen uit te zenden zodat iedereen binnen het zendbereik het signaal met een gewone antenne kan ontvangen.
• Maritiem en luchtvaart: Maritieme en luchtvaartindustrieën maken gebruik van omnidirectionele antennes in hun communicatiesystemen om dekking te bieden in alle richtingen, zodat schepen en vliegtuigen kunnen communiceren met zendmasten en andere schepen of vliegtuigen in de regio, ongeacht hun oriëntatie.

Naast deze toepassingen worden omnidirectionele antennes gebruikt in verschillende andere industrieën en communicatiesystemen.

Voordelen en nadelen van omnidirectionele antennes

Het gebruik van omnidirectionele antennes heeft veel voordelen.

• Groot bereik: Een van de belangrijkste voordelen is de 360-graden dekking. De mogelijkheid om signalen in alle richtingen in gelijke mate te ontvangen en uit te zenden zorgt voor een groot dekkingsgebied waardoor communicatie met meerdere apparaten in alle richtingen mogelijk is zonder dat heroriëntatie nodig is.
• Eenvoudig ontwerp en eenvoudige installatie: Omnidirectionele antennes hebben een eenvoudige ontwerpstructuur en zijn ook gemakkelijker te installeren. Ze kunnen efficiënt werken zonder dat ze precies uitgelijnd of afgesteld hoeven te worden.
• Kosteneffectief: Omnidirectionele antennes zijn ook kosteneffectief in vergelijking met directionele antennes.
• Eenvoudig te installeren: Omni-directionele antennes kunnen signalen uitzenden en ontvangen in alle richtingen, zodat ze tijdens de installatie niet op een doelwit gericht hoeven te worden.

Omnidirectionele antennes hebben een klein nadeel ten opzichte van directionele antennes wat betreft antenneversterking. Aangezien directionele antennes het signaal in een specifieke richting concentreren, hebben ze vaak een hogere versterking en kunnen ze over een langere afstand uitzenden dan omnidirectionele antennes. Omnidirectionele antennes zijn gevoelig voor meer signaalstoring omdat ze in alle richtingen worden gestoord.

Een omnidirectionele antenne kiezen

Bij het selecteren van een omnidirectionele antenne moet rekening worden gehouden met verschillende factoren, zoals de specifieke toepassingseisen, het werkfrequentiebereik, elektrische kenmerken zoals de versterking, piekspanning en het interferentieniveau, en omgevingsspecificaties zoals de windsterkte, temperatuur en bliksembeveiliging, en de werkbandbreedte.

Voor het opstellen van een omnidirectionele antenne moet een centrale locatie met minimale obstructies worden gekozen. Om de prestaties van de omnidirectionele antenne te optimaliseren, plaats je hem op een hogere locatie en pas je de hoek en richting aan om de signaalsterkte te verfijnen en het bereik te maximaliseren.

Millimeter Wave Product, Inc. in de VS, Tesswave in China, Synergy Telecom Pvt. Ltd. in India en Hefei Maniron Electronic and Technology Co., Ltd. in China behoren tot de top drie van fabrikanten van omnidirectionele antennes. Van de verschillende soorten omnidirectionele antennes zijn dipoolantennes het meest common en worden ze het meest gebruikt in toepassingen.

Conclusie

Omnidirectionele antennes zijn antennes die signalen in alle richtingen gelijkmatig kunnen uitzenden en ontvangen, waardoor ze een belangrijk onderdeel vormen van moderne communicatiesystemen. Ze worden veel gebruikt in mobiele netwerken, Wi-Fi-routers en radio- en televisie-uitzendingen. Er zijn verschillende soorten omnidirectionele antennes beschikbaar en het selecteren van de juiste antenne voor een toepassing is cruciaal.

Er is een enorm potentieel in omnidirectionele antennes in de toekomst met de technologische vooruitgang op gebieden zoals 5G en IoT. Kansen in de markt voor omnidirectionele antennes worden ook gedreven door de toename van het aantal aangesloten apparaten, de stijgende vraag naar betrouwbare en consistente datatransmissie en concepten zoals smart cities.