In aansluiting op de vorige discussie kunnen antennes, hoewel ze in een grote verscheidenheid aan vormen en maten voorkomen, grofweg worden gecategoriseerd op basis van overeenkomsten.
Op basis van golflengte: middengolfantennes, kortegolfantennes, ultrakortegolfantennes, microgolfantennes...
Qua prestaties: antennes met hoge versterking, antennes met gemiddelde versterking...
Op basis van richtingsgevoeligheid: omnidirectionele antennes, directionele antennes, sectorantennes...
Per toepassing: basisstationantennes, televisieantennes, radarantennes, radioantennes...
Qua structuur: draadantennes,vlakke antennes...
Per systeemtype: antennes met één element, antenne-arrays...
Vandaag zullen we ons richten op de bespreking van basisstationantennes.
Basisstationantennes zijn een onderdeel van het basisstationantennesysteem en een belangrijk onderdeel van het mobiele communicatiesysteem. Basisstationantennes worden over het algemeen onderverdeeld in binnen- en buitenantennes. Binnenantennes omvatten meestal omnidirectionele plafondantennes en directionele wandantennes. We zullen ons richten op buitenantennes, die ook worden onderverdeeld in omnidirectionele en directionele typen. Directionele antennes worden verder onderverdeeld in directionele enkelgepolariseerde antennes en directionele dubbelgepolariseerde antennes. Wat is polarisatie? Geen zorgen, daar komen we later op terug. Laten we het eerst hebben over omnidirectionele en directionele antennes. Zoals de naam al suggereert, zendt en ontvangt een omnidirectionele antenne signalen in alle richtingen, terwijl een directionele antenne signalen in een specifieke richting zendt en ontvangt.
Omnidirectionele buitenantennes zien er zo uit:
Het is in principe een staaf, sommige zijn dik, andere dun.
In vergelijking met omnidirectionele antennes worden directionele antennes het meest gebruikt in praktijktoepassingen.
Meestal ziet het eruit als een plat paneel, vandaar de naam paneelantenne.
Een vlakke antenne bestaat hoofdzakelijk uit de volgende onderdelen:
Stralend element (dipool)
Reflector (grondplaat)
Stroomdistributienetwerk (voedingsnetwerk)
Inkapseling en bescherming (antenne-radome)
Eerder zagen we die vreemd gevormde stralingselementen, die in feite de stralingselementen van basisstationantennes zijn. Is het u opgevallen dat de hoeken van deze stralingselementen een bepaald patroon volgen: ze hebben ofwel een "+" vorm of een "×" vorm?
Dit is wat we eerder "polarisatie" noemden.
Wanneer radiogolven zich door de ruimte voortplanten, verandert de richting van hun elektrische veld volgens een bepaald patroon; dit verschijnsel wordt polarisatie van radiogolven genoemd.
Als de richting van het elektrische veld van een elektromagnetische golf loodrecht op de grond staat, spreken we van een verticaal gepolariseerde golf. Als het veld parallel aan de grond staat, is het een horizontaal gepolariseerde golf. Daarnaast bestaan er ook polarisaties van ±45°.
Bovendien kan de richting van het elektrische veld ook spiraalvormig roteren, wat een elliptisch gepolariseerde golf wordt genoemd.
Dubbele polarisatie betekent dat twee antenne-elementen in één eenheid gecombineerd zijn, waardoor twee onafhankelijke golven ontstaan.
Het gebruik van dubbelgepolariseerde antennes kan het aantal benodigde antennes voor celdekking verminderen, de installatie van antennes vereenvoudigen en daardoor de investeringskosten verlagen, terwijl toch een effectieve dekking gegarandeerd blijft. Kortom, het biedt vele voordelen.
We vervolgen onze discussie over omnidirectionele en directionele antennes.
Waarom kunnen richtantennes de richting van de signaaluitstraling beïnvloeden?
Laten we eerst eens naar een diagram kijken:
Dit type diagram wordt een antennestralingspatroon genoemd.
Omdat de ruimte driedimensionaal is, bieden dit bovenaanzicht en vooraanzicht een duidelijkere en intuïtievere manier om de verdeling van de antennestralingsintensiteit te observeren.
De afbeelding hierboven toont ook een stralingspatroon van een antenne, geproduceerd door een paar halfgolfsymmetrische dipolen, dat enigszins lijkt op een platliggende band.
Overigens is een van de belangrijkste eigenschappen van een antenne het stralingsbereik.
Hoe kunnen we ervoor zorgen dat deze antenne verder straalt?
Het antwoord is: door erop te slaan!
De stralingsafstand zal nu veel groter zijn...
Het probleem is dat straling onzichtbaar en ongrijpbaar is; je kunt het niet zien of aanraken, en je kunt het ook niet fotograferen.
Volgens de antennetheorie is de juiste aanpak om het aantal stralende elementen te vergroten als je een "klap" wilt veroorzaken.
Hoe meer stralingselementen, hoe vlakker het stralingspatroon wordt...
Oké, de band is platgedrukt tot een schijf, het signaalbereik is vergroot en het straalt in alle richtingen uit, 360 graden; het is een omnidirectionele antenne. Dit type antenne is uitstekend geschikt voor gebruik in afgelegen, open gebieden. In een stad is dit type antenne echter lastig effectief te gebruiken.
In steden met een hoge bevolkingsdichtheid en veel gebouwen is het vaak nodig om richtantennes te gebruiken om specifieke gebieden van signaaldekking te voorzien.
Daarom moeten we de omnidirectionele antenne "aanpassen".
Allereerst moeten we een manier vinden om één kant ervan te "comprimeren":
Hoe comprimeren we het? We voegen een reflector toe en plaatsen die aan één kant. Vervolgens gebruiken we meerdere transducers om de geluidsgolven te "focussen".
Het stralingspatroon dat we hebben verkregen ziet er uiteindelijk als volgt uit:
In het diagram wordt de lob met de hoogste stralingsintensiteit de hoofdlob genoemd, terwijl de overige lobben zijlobben of secundaire lobben worden genoemd. Aan de achterkant bevindt zich ook een kleine staart, de zogenaamde achterlob.
Ehm, deze vorm lijkt een beetje op... een aubergine?
Hoe kun je het signaalbereik van deze "aubergine" maximaliseren?
Het vasthouden ervan terwijl je op straat staat, zal absoluut niet lukken; er zijn te veel obstakels.
Hoe hoger je staat, hoe verder je kunt kijken, dus we moeten absoluut streven naar een hoger gelegen plek.
Als je op grote hoogte bent, hoe richt je de antenne dan naar beneden? Heel simpel, je kantelt de antenne gewoon naar beneden, toch?
Ja, het direct kantelen van de antenne tijdens de installatie is één methode, die we "mechanisch naar beneden kantelen" noemen.
Moderne antennes beschikken allemaal over deze mogelijkheid tijdens de installatie; een mechanische arm neemt dit voor zijn rekening.
Mechanisch kantelen brengt echter ook een probleem met zich mee.
Bij mechanisch kantelen blijven de amplitudes van de verticale en horizontale componenten van de antenne onveranderd, wat resulteert in een ernstige vervorming van het antennepatroon.
Dit werkt absoluut niet, omdat het de signaaldekking zou beïnvloeden. Daarom hebben we een andere methode gekozen, namelijk elektrisch kantelen, ofwel e-kantelen.
Kort gezegd houdt elektrische downtilting in dat de fysieke hoek van de antennebehuizing ongewijzigd blijft, terwijl de fase van de antenne-elementen wordt aangepast om de veldsterkte te veranderen.
In vergelijking met mechanisch gekantelde antennes vertonen elektrisch gekantelde antennes minder verandering in hun stralingspatroon, maken ze grotere kantelhoeken mogelijk en zijn zowel de hoofdlob als de achterlob naar beneden gericht.
In de praktijk worden mechanische en elektrische neerwaartse kanteling uiteraard vaak in combinatie gebruikt.
Na het toepassen van de neerwaartse kanteling ziet het er zo uit:
In deze situatie wordt het hoofdstralingsbereik van de antenne zeer effectief benut.
Er bestaan echter nog steeds problemen:
1. Er is een nul in het stralingspatroon tussen de hoofdlob en de onderste zijlob, waardoor er een signaalblinde vlek in dat gebied ontstaat. Dit wordt vaak het "schaduweffect" genoemd.
2. De bovenste zijlob heeft een grote hoek, waardoor gebieden op grotere afstand worden beïnvloed en er gemakkelijk interferentie tussen cellen ontstaat, wat betekent dat het signaal andere cellen zal beïnvloeden.
Daarom moeten we ernaar streven de kloof in de "onderste nuldiepte" te dichten en de intensiteit van de "bovenste zijlob" te onderdrukken.
De specifieke methoden omvatten het aanpassen van het nevenlobniveau en het toepassen van technieken zoals beamforming. De technische details zijn tamelijk complex. Als u geïnteresseerd bent, kunt u zelf relevante informatie opzoeken.
Ga voor meer informatie over antennes naar:
Geplaatst op: 4 december 2025
