Schlitzantenne

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Hohlleiter-Schlitzantenne

Die Schlitzantenne wurde von Dr. Heinrich Bosse im Jahre 1951 zum ersten Mal als Patent DE894573 C in Deutschland angemeldet und ist eine spezielle Art von Antenne, die einem ungewöhnlichen Prinzip folgt: Gewöhnlich werden Antennen so konstruiert, dass eine metallische Struktur im Raum von Luft (als Nichtleiter) umgeben ist und so die Wellen abstrahlt. Der Schlitzstrahler hingegen ist eine Unterbrechung einer metallischen Struktur (z. B. einer Metallplatte, eines Hohlleiters usw.), die für die Abstrahlung von Wellen sorgt. Oft folgt diese Unterbrechung dem Prinzip des Dipols, kann aber auch theoretisch jede andere Geometrie besitzen.

Ein Dipol besteht aus einem Leiter in einem Dielektrikum (in der Regel Luft). Im Umkehrfall kann man diesen Leiter auch als Negativ in einen Flächenleiter einschneiden. Physikalisch liegt hier das Babinetsche Prinzip zugrunde, das eine Dualität der Feldausbreitung in Metallen und Dielektrika beschreibt, wenn sie ihre Strukturen gegenseitig stören. Das Babinetsche Prinzip kommt ursprünglich aus der Optik, kann aber auf die Antennentechnik übertragen werden, da es keine Einschränkung bezüglich des Frequenzbereiches macht und es sich bei Licht wie bei Antennen um Vorgänge im Zusammenhang mit elektromagnetischen Wellen handelt.

Man verwendet Schlitzantennen vor allem für hohe Frequenzen, bei denen sich Dipole schlecht herstellen lassen oder in speziellen Anwendungen. So sind Schlitzantennen im Flugzeugbau besonders geeignet, weil sie nicht über die Außenhülle eines Flugzeugs hinausragen. In ein Blech lassen sich so ganze Gruppen von parallelgeschalteten Dipolen einbringen. Die Einspeisepunkte und Bedingungen entsprechen denen normaler Dipole.

Eine andere Bauform basiert auf einem Wellenleiter, in den Schlitze im Abstand der halben Wellenlänge eingefräst sind. Rechts im Bild ist eine Antenne für 2,4 GHz zu sehen. Bei einer Wellenlänge von etwa 12 cm erreicht eine Antenne mit 16 Elementen fast eine Länge von 2 m. Der Antennengewinn von einem Array mit 16 Strahlern beträgt 12–14 dBd. Die Schlitze müssen so angebracht werden, dass sie das sich im Hohlleiter ausbreitende Feld möglichst stark stören. Durch diese Störung tritt das Feld aus dem Hohlleiter heraus, löst sich von diesem und breitet sich in den Raum aus.

Die Radarantennen in der Schifffahrt sind größtenteils ebenfalls Wellenleiter-Schlitzantennen, erkennbar an der geraden Bauform. Der Antennengewinn ist zwar geringer als bei einer Parabolantenne, dafür ist die Herstellung preiswerter.

Literatur[Bearbeiten]

  • Alois Krischke: Rothammels Antennenbuch. 11. Auflage, Franckh-Kosmos-Verlags-GmbH, Stuttgart 1995, ISBN 3-440-07018-2
  • Heinrich Bosse: Theoretische und experimentelle Untersuchung der Rohrschlitz-Antenne. Dissertation, TU Braunschweig, 1951