Fraktale Antennen
Aus Amateurfunk Wiki
Die insbesondere durch Benoit Mandelbrot bekannt gewordenen Fraktale sind Kurven und Flächen, die so untergliedert sind, daß sie in jedem Maßstab ähnlich aussehen. Beispiele sind die verkraterte Oberfläche des Monds, Küstenlinien, Wolken usw.
Inhaltsverzeichnis |
Entstehung eines Fraktals
Das Bild zeigt die Ersetzung einer Linie der Länge L=1 durch ein Rechteckprofil mit L=2.
Ersetzt man nun jede Teillinie des Resultats wieder durch das Profil, so erhält man die nächste Generation des Fraktals. Bei jedem Schritt verdoppelt sich die Länge des Fraktals, das im Prinzip beliebig lang werden kann. Allerdings setzt die Linienstärke eine natürliche Grenze.
Formt man die Leiter von Antennen in der Form von Fraktalen, so kann man bei deutlich geringeren Abmessungen Antennen mit vergleichbaren Werten von Abstrahlung und Bandbreite herstellen. In einem einfachen Versuch wurde der Dipol für eine Frequenz von 432 MHz mit rechteckförmigem Leiter hergestellt.
Ein Fraktaldipol für 432 MHz
Er hat bei gleicher Resonanzfrequenz nur eine Länge von 250 mm gegenüber einem Halbwellendipols mit 335 mm. Abstrahlung und sonstige Eigenschaften waren im Rahmen der Meßgenauigkeit nicht von denjenigen des Halbwellendipols zu unterscheiden.
Im Rahmen des Technologietransfers wurde für eine mittelständische Firma in Niederbayern eine Antenne für eine Resonanzfrequenz von 433,1 MHz entwickelt. Für diese Antenne stand nur eine Fläche von 50 x 7,5 mm zur Verfügung. Diese extreme Verkürzung gegenüber einem 335 mm langen Halbwellendipol ergab natürlich Einbußen bei den elektrischen Daten.
Dennoch konnte gegenüber der ursprünglich vorgesehenen Antenne eine um 4 dB höhere abgestrahlte Leistung erzielt werden, eine Verbesserung um den Faktor 2,5.
Links und Quellen
- http://homepages.fh-regensburg.de/~httb2001/et/frant.htm (Obiger Text von Prof. Dr. Hans-Hellmuth Cuno)
- http://www.ki-portal.de/ai/resources/7685b942b00.pdf
- http://www.ece.iit.edu/~pfelber/fractalantennas.pdf
- http://www.dg1asc.de/scrap/fraktal.htm
Literatur
- Werner: Fractal Antenna Engineering (1999)
- Werner: An Overview of Fractal Antenna Engineering Research (2003)
- Angel Vilaseca, HB 9 SLV: Die fraktale Antenne - ein revolutionärer Begriff. UKW-Berichte 2/2001: 81 - 96
