Antennenparameter und Feldstärke-Formeln
Die Tabelle fasst wichtige Parameter für gängige Antennentypen zusammen, die in der EMV-Prüfung und HF-Technik verwendet werden: Richtwirkung, effektive Antennenlänge, Strahlungswiderstand und Feldstärke-Formeln.
Feldstärkewerte sind für Leistungspegel in Watt (W) und Kilowatt (kW) angegeben. Alle Formeln setzen Fernfeldbedingungen und verlustfreie Antennen voraus, sofern nicht anders angegeben.
| Antennentyp | Parameter1,2 |
|---|---|
| Isotroper Strahler |
Richtwirkung: 1 ≙ 0 dB Feld (P/W): √30 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 173 · √(P/kW) / (r/km) |
| Hertz-Dipol mit Endkapazität3 |
Richtwirkung: 1.5 ≙ 1.8 dB Effektive Länge: l Strahlungswiderstand: 80π² · (l/λ)² Feld (P/W): 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| Kurzantenne auf ideal leitender Erde mit Topkapazität4 |
Richtwirkung: 3 ≙ 4.8 dB Effektive Länge: h Strahlungswiderstand: 160π² · (h/λ)² Feld (P/W): 3 · √10 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 300 · √(P/kW) / (r/km) |
| Kurzdipol ohne Endkapazität3 |
Richtwirkung: 1.5 ≙ 1.8 dB Effektive Länge: l/2 Strahlungswiderstand: 20π² · (l/λ)² Feld (P/W): 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| Kurzantenne auf ideal leitender Erde ohne Topkapazität4 |
Richtwirkung: 3 ≙ 4.8 dB Effektive Länge: h/2 Strahlungswiderstand: 40π² · (h/λ)² Feld (P/W): 3 · √10 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 300 · √(P/kW) / (r/km) |
| Halbwellendipol |
Richtwirkung: 1.64 ≙ 2.15 dB Effektive Länge: λ/π Strahlungswiderstand: 73.2 Ω Feld (P/W): 7 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 221 · √(P/kW) / (r/km) |
| Viertelwellenantenne auf ideal leitender Erde |
Richtwirkung: 3.28 ≙ 5.2 dB Effektive Länge: λ/(2π) Strahlungswiderstand: 36.6 Ω Feld (P/W): 10 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 316 · √(P/kW) / (r/km) |
| Kleine einwindige Rahmenantenne im freien Raum |
Richtwirkung: 1.5 ≙ 1.8 dB Effektive Länge: 2πA/λ Strahlungswiderstand: 80π² · (4π²A²/λ⁴) Feld (P/W): 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| Ganzwellendipol |
Richtwirkung: 2.4 ≙ 3.8 dB Effektive Länge: ≫ λ Strahlungswiderstand: 200 Ω Feld (P/W): 6 · √2 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 268 · √(P/kW) / (r/km) |
| Gefalteter Halbwellendipol |
Richtwirkung: 1.64 ≙ 2.15 dB Effektive Länge: 2λ/π Strahlungswiderstand: 4 · 73.2 ≙ 280 Ω Feld (P/W): 7 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 221 · √(P/kW) / (r/km) |
| Turnstile-Antenne (Hertz-Dipol) mit horizontaler Abstrahlung |
Richtwirkung: 0.75 ≙ 1.2 dB Effektive Länge: l Strahlungswiderstand: 40π² · (l/λ)² Feld (P/W): (3/2) · √10 · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 150 · √(P/kW) / (r/km) |
| Breitseiten-Array (Hertz-Dipole) (L ≫ λ) |
Richtwirkung: ∼ (8/3) · (L/λ) Feld (P/W): 2 · √30 · √(L/λ) · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 346 · √(L/λ) · √(P/kW) / (r/km) |
| Kollinear-Array (Hertz-Dipole) (L ≫ λ) |
Richtwirkung: ∼ (4/3) · (L/λ) Feld (P/W): 2 · √15 · √(L/λ) · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 245 · √(L/λ) · √(P/kW) / (r/km) |
| Antenne mit Richtwirkung D |
Richtwirkung: D Feld (P/W): √30 · √D · √(P/W) / (r/km) Feld (P/kW): 173 · √D · √(P/kW) / (r/km) |
1 Richtwirkungswerte entsprechen dem Antennengewinn für eine verlustfreie Antenne.
2 Feldstärke-Formeln setzen eine verlustfreie Antenne und Umgebung voraus.
3 Gültig für Kurzantennen mit l < 0,2 λ.
4 Gültig für Kurzmonopole mit h < 0,2 λ auf einer idealen Massefläche.
Beispielrechnungen
1. Feldstärke in Entfernung
Szenario: Ein Halbwellendipol sendet mit 100 W. Wie hoch ist die elektrische Feldstärke in 5 km Entfernung?
Formel: E = 7 · √(P/W) / (r/km)
Berechnung: E = 7 · √100 / 5 = 7 · 10 / 5 = 14 mV/m
Ergebnis: In 5 km Entfernung beträgt die Feldstärke 14 mV/m.
2. Vergleich von Antennentypen
Szenario: Zwei 1-kW-Sender in 2 km Entfernung. Station A nutzt einen isotropen Strahler, Station B eine Viertelwellenantenne auf idealer Erde. Wie unterscheiden sich die Feldstärken?
Station A (Isotrop): E = 173 · √1 / 2 = 86,5 mV/m
Station B (λ/4): E = 316 · √1 / 2 = 158 mV/m
Ergebnis: Die Viertelwellenantenne liefert nahezu die doppelte Feldstärke (158 / 86,5 ≈ 1,83) aufgrund der Richtwirkung und Reflexion an der Massefläche.
3. Strahlungswiderstand einer Kurzantenne
Szenario: Ein 1-Meter-Monopol auf einem Fahrzeugdach arbeitet bei 30 MHz (λ = 10 m, also h/λ = 0,1). Keine Topkapazität. Wie hoch ist der Strahlungswiderstand?
Formel: R = 40π² · (h/λ)²
Berechnung: R = 40 · 9,87 · (0,1)² = 394,8 · 0,01 = 3,95 Ω
Ergebnis: Der Strahlungswiderstand beträgt nur 3,95 Ω, was die Anpassung an Standard-50-Ω-Systeme erschwert und zu schlechtem Wirkungsgrad führt – eine typische Herausforderung bei elektrisch kurzen Antennen.
Feldstärke für diese Antennentypen berechnen
Nutzen Sie unseren interaktiven Rechner, um die elektrische Feldstärke basierend auf Sendeleistung und Entfernung zu berechnen.
Wählen Sie zwischen isotropem Strahler, Halbwellendipol, Viertelwellenmonopol oder Ganzwellendipol. Geben Sie Ihre Parameter ein und erhalten Sie sofortige Ergebnisse in mV/m.