Signalerfassung: Antennen und Vorverstärker erklärt

Signalerfassung: Antennen und Vorverstärker

Ein offener Schwingkreis besitzt die Fähigkeit, Energie in elektrische Schwingungen umzuwandeln, mit denen ein Kondensator geladen werden kann. Eine Antenne ist ein solcher offener Schwingkreis.

Funktionsweise von Antennen

Antennen dienen zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen. Ihre Funktion besteht darin, elektrische Signale in elektromagnetische Wellen umzuwandeln und umgekehrt. Sie fungieren als Wandler, die elektromagnetische Wellen in elektrische Signale an den Anschlüssen eines Sensorelements (Dipol) umwandeln.

Arten von Antennen

• Radio & TV: Analoges und digitales Radio (DAB) sowie analoges und digitales Fernsehen.
• DAB-Digitalradio: Erfordert spezifische Antennen für den Empfang, oft im Bereich BIII.
• TV-Empfang: Die Qualität hängt stark vom Standort und der Antennenauswahl ab. Digital-TV ist toleranter gegenüber Echos, benötigt jedoch eine Mindestsignalstärke.

Bau einer Antenne

Alle Antennen basieren auf einem Element, dem Dipol. Die Konstruktion besteht meist aus Aluminium, da es leicht, korrosionsbeständig und ein guter elektrischer Leiter ist.

Hauptkomponenten

• Dipol: Das aktive Element, das elektromagnetische Wellen empfängt. Besteht aus zwei leitfähigen Stäben. Die Länge entspricht der halben Wellenlänge.
• Reflektor: Ein passives Element hinter dem Dipol, das die Energie zurückwirft und den Gewinn um ca. 3 dB erhöht.
• Direktoren: Passive Elemente vor dem Dipol, die das Signal bündeln und die Reichweite erhöhen.

Merkmale einer Antenne

• Gewinn: Maß für die Signalverstärkung im Vergleich zu einer Referenzantenne (in Dezibel).
• Richtwirkung: Fähigkeit, Signale aus einer bestimmten Richtung zu erfassen.
• Vor-/Rückwärtsverhältnis: Dämpfung von Signalen aus unerwünschten Richtungen.
• Bandbreite: Frequenzbereich, in dem die Antenne effektiv arbeitet.
• Impedanz: Muss für eine verlustfreie Signalübertragung angepasst sein.

Antennentypen

• Yagi-Antenne: Klassische Bauform aus Dipol, Direktoren und Reflektor.
• Logarithmische Antenne: Multiband-Antenne für verschiedene Frequenzbereiche.
• Panel-Antenne: Besteht aus einer Gruppe von Dipolen, ideal für das UHF-Band.
• Elektronische Antenne: Integrierte Verstärkerstufe direkt auf der Leiterplatte.

Vorverstärker

Die Aufgabe eines Vorverstärkers ist es, den Pegel des von der Antenne erfassten Signals zu erhöhen, um eine perfekte Bildqualität zu gewährleisten. Er wird direkt an der Antenne installiert.

Merkmale von Antennenverstärkern

• Rauschfaktor: Gibt das Eigenrauschen des Verstärkers an. Ein niedriger Wert ist entscheidend für die Bildqualität.
• Intermodulation: Signalverzerrungen, die bei zu hohen Eingangspegeln auftreten.
• Ausgangsspannung: Maximale Signalstärke, die der Verstärker ohne Verzerrung liefern kann.
• Rückflussdämpfung: Maß für die Anpassung zwischen Verstärker und Verteilnetz.