Antennengewinn
Der Antennengewinn gibt an, wie viel stärker eine Antenne in ihre Hauptrichtung strahlt als eine Bezugsantenne mit derselben Leistung. Er wird in Dezibel angegeben. Eine Antenne mit 10 dBi erzeugt in ihrer Hauptrichtung dieselbe Feldstärke wie ein gedachter Rundstrahler mit zehnfacher Leistung.
Das Wort führt in die Irre: Eine Antenne verstärkt nichts. Sie verteilt die zugeführte Leistung nur anders, mehr in eine Richtung und dafür weniger in die anderen. Was sie nach vorn gewinnt, fehlt zur Seite und nach hinten. Ein Gewinn ist darum immer ein Gewinn in einer bestimmten Richtung.
dBi und dBd
| Einheit | Bezugsantenne | Umrechnung |
|---|---|---|
| dBi | isotroper Strahler, strahlt gedacht in alle Richtungen gleich | — |
| dBd | Halbwellendipol | dBi = dBd + 2,15 |
Ein Dipol hat selbst schon 2,15 dBi Gewinn, weil er nach oben und unten kaum abstrahlt. Herstellerangaben in dBi wirken deshalb um gut 2 dB höher als dieselbe Antenne in dBd. Für Vergleiche nur gleiche Einheiten nebeneinanderstellen.
Typische Werte
| Antenne | Gewinn | Bündelung |
|---|---|---|
| Rundstrahler im WLAN-Router | 2–5 dBi | rundum in der Ebene |
| Yagi-Uda-Antenne | 7–15 dBi | Richtantenne |
| Sektorantenne einer Mobilfunkzelle | 15–18 dBi | ein Sektor von rund 65° bis 120°, flach nach unten geneigt |
| Parabolantenne im Richtfunk | 30–45 dBi | sehr enger Strahl, wenige Grad |
Je höher der Gewinn, desto schmaler der Strahl. Eine Richtfunkantenne muss deshalb genau ausgerichtet sein; schon ein Versatz um ein paar Grad kostet viel Pegel.
Gewinn, EIRP und Sicherheitsabstand
Für die Wirkung einer Funkanlage zählt nicht die Leistung am Senderausgang, sondern die Leistung in Hauptstrahlrichtung. Beide verbindet der Gewinn:
EIRP [dBm] = Sendeleistung [dBm] + Antennengewinn [dBi] − Kabelverluste [dB]
Ein Mobilfunksender mit 40 W (46 dBm) an einer Sektorantenne mit 17 dBi und 2 dB Kabelverlust kommt auf 61 dBm, rund 1,3 kW EIRP. Die Rechnung in dBm ist dabei eine einfache Addition.
Die EIRP bestimmt, wie stark das Feld vor der Antenne ist, und damit den Sicherheitsabstand, den die Bundesnetzagentur für jede Anlage festlegt. Wegen der Bündelung ist er in Hauptstrahlrichtung lang und zur Seite, nach hinten und nach unten kurz. Darum ist der Bereich direkt unter einer Mobilfunkantenne meist schwächer belastet als ein Punkt in einigem Abstand vor ihr.
Auch beim Empfang wirkt der Gewinn: Eine Antenne, die in eine Richtung stärker strahlt, empfängt aus dieser Richtung auch stärker. Bei WLAN begrenzt die Regulierung deshalb nicht die Sendeleistung allein, sondern die EIRP. Wer eine Antenne mit höherem Gewinn anschließt, muss die Sendeleistung entsprechend senken.