Praktischer Aufbau und Prüfung von Antennen- und Verteilanlagen

3.1.6 Flachantennen (S. 62-63)

In manchen Bereichen haben sich zum Satellitenempfang auch Flachantennen bewährt. Sie reichen zwar hinsichtlich ihrer Systemgüte und ihres Öffnungswinkels nicht ganz an diese Parameter der Parabolantennen heran, sind aber zugegebenermaßen recht handlich und deshalb für mobile Anwendungen auf Caravans, Reisemobilen oder Yachten, aber auch zum Empfang von Satelliten-Hörfunkprogrammen gut geeignet. Sie haben quadratische Form mit einer Seitenlänge von 30 bis 40 cm und sind 3 bis 4cm dick.

Flachantennen bestehen aus einer großen Anzahl winziger Dipolantennen, die über geeignete Filter- und Verstärkersysteme parallel geschaltet sind (Bild 3.1.12). Bei der Konstruktion der Flachantennen bedient man sich der sogenannten Streifenleiter-Technik, auch Stripline-Technik genannt. Diese Technik befasst sich mit dem Energietransport in streifenförmigen Leitern, die durch ein Dielektrikum von einer großflächigen Rückleiterebene getrennt sind. Ihr Wellenwiderstand hängt außer von der Permittivitätszahl von der Streifenbreite und der Dicke des Dielektrikums ab. Bei der leitenden Rückfläche hat man es im Grunde wieder mit einem Reflektor zu tun, der aber die Energie im Gegensatz zum Parabolspiegel nicht in einem Brennpunkt konzentriert, sondern in den davor liegenden Streifenleitern. Damit fällt aber auch die typische Richtcharakteristik des Parabolspiegels weg. Um trotzdem eine Richtungsabhängigkeit zu erhalten, fasst man in der Praxis mehrere Streifenleiterdipole zu Untergruppen zusammen und lässt sie phasenverschoben arbeiten (Bild 3.1.13). Das Bild 3.1.14 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solchen Elements für polarisierte Planarantennen in Zweischichtenstruktur.

Die Streifenleiter werden aus kupferkaschierten Kunststoffen herausgeätzt. Sie gehören in der Mikrowellentechnik zu den sogenannten TEM5-Leitungen, kennzeichnen Leitungen, bei denen der Energietransport durch den periodischen Wechsel elektrischer und magnetischer Feldkomponenten quer zum Leiterquerschnitt stattfindet und bei denen in Längsrichtung (z-Richtung) keine Feldkomponenten auftreten. Wichtig ist bei allen Streifenleitersystemen, dass die äußere Umrandung der Reflektorfläche weit genug von den Streifenleitern entfernt ist, so dass sie für den Wellenwiderstand und die Phasenverhältnisse ohne Einfluss bleiben. Die dielektrischen Verluste werden durch Wahl des Dielektrikums klein gehalten. Bewährt hat sich dafür in der Praxis glasfaserverstärktes Polytetra.uorethylen, auch als Teflon oder unter der Kurzbezeichnung PTFE bekannt. Dieser Werkstoff ist nicht nur außerordentlich verlustarm, sondern weist auch gute thermische und mechanische Eigenschaften auf. Aber auch das billigere Polyethylen liefert gute Ergebnisse.