Schlitzantenne

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Hohlleiter-Schlitzantenne für 2,4 GHz im H10-Mode

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 die Form dieses Leiters auch als Negativ in einen Flächenleiter einschneiden. In der Feldgeometrie vertauschen sich dabei H-Feld und E-Feld: Während die Stabantenne einen elektrischen Dipol realisiert, strahlt eine Schlitzantenne gleicher Geometrie als magnetischer Dipol. Da im Fernfeld die beiden Felder proportional zueinander sind, ergibt sich das gleiche Antennendiagramm. Am Speisepunkt vertauschen sich Strom und Spannung; für die Strahlungswiderstände und komplementärer Antennen gilt (auch abseits der Resonanz):

Darin ist der Wellenwiderstand des Vakuums.

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.

Oft werden mehrere Schlitze von einem Wellenleiter gespeist, in dessen Wand sie eingefräst sind. Schlitze im Abstand der halben Wellenlänge im Hohlleiter ergeben senkrechte Abstrahlung des Arrays. Rechts im Bild ist eine Antenne für 2,4 GHz zu sehen. Bei einer Freiraumwellenlänge von gut 12 cm erreicht eine Antenne mit 16 Elementen eine strahlende Länge von etwa 1,5 m. Der Antennengewinn von einem Array mit 16 Strahlern beträgt 12 bis 14 dBd. Die Schlitze müssen so weit aus der Mitte (wo sie wirkungslos wären) versetzt angebracht werden, dass sie aus dem sich im Hohlleiter ausbreitenden Feld einen angemessenen Anteil auskoppeln.

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 | Quelltext 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