dBi (Dezibel-Isotrop)

dBi ist eine Maßeinheit für den Antennengewinn, die sich auf einen idealen isotropen Strahler bezieht. Ein isotroper Strahler sendet die gesamte Leistung gleichmäßig in alle Raumrichtungen und dient als theoretischer Referenzwert mit 0 dBi. Der in dBi angegebene Antennengewinn beschreibt, wie viel stärker eine reale Antenne in ihrer Hauptstrahlrichtung abstrahlt im Vergleich zu dieser idealisierten Referenz.

Berechnung von dBi

Der Antennengewinn in dBi wird wie folgt berechnet:

G(dBi) = 10 × log₁₀(P₁ / P₀)

Dabei gilt:

• P₁ = Leistungsdichte in der Hauptstrahlrichtung

• P₀ = Leistungsdichte eines isotropen Strahlers mit gleicher Eingangsleistung

Der Gewinn hängt zudem von der Richtwirkung (D) und dem Wirkungsgrad (η) der Antenne ab:

G = η × D

mit:

• G = linearer Antennengewinn

• η = Wirkungsgrad der Antenne (zwischen 0 und 1)

• D = Richtwirkung

Diese Formeln sind grundlegend für die Antennenkonstruktion und die Modellierung der Systemleistung.

Praxisbeispiele für Antennengewinne in dBi

• WLAN-Router-Antennen: Typischerweise 2–5 dBi, ideal für gleichmäßige Innenraumabdeckung

• Richtantennen (z. B. Yagi): Etwa 10–15 dBi, mit stark gebündelter Abstrahlung

• Satellitenschüsseln: Häufig über 30 dBi, für hohe Reichweite und Signalstärke

Solche Werte helfen bei der Auswahl geeigneter Antennen hinsichtlich Versorgungsfläche und Link Budget.

Bedeutung im Systemdesign

Ein höherer dBi-Wert bedeutet nicht mehr Gesamtleistung, sondern eine stärkere Bündelung der Abstrahlung in eine bestimmte Richtung. Dadurch erhöht sich die Reichweite in diese Richtung, während andere Richtungen weniger versorgt werden. Dieser Kompromiss ist entscheidend in:

• Netzwerkplanung (WLAN, LTE, 5G)

• Satelliten- und Funkkommunikation

• Radar- und Telemetriesystemen

• Punkt-zu-Punkt-Funkverbindungen

Im Gegensatz zu dBd, das sich auf einen realen Dipol bezieht, verwendet dBi einen standardisierten, theoretischen Bezug. Dies erleichtert systemübergreifende Leistungsvergleiche und Simulationen.