Schmetterlingsantenne

Der Begriff Schmetterlingsantenne wird im deutschen Sprachraum für mehrere unterschiedliche Antennenbauformen verwendet, die alle den geöffneten Flügeln eines Schmetterlings ähneln.

Entstehung einer Batwing (unten) aus einem Spreizdipol (oben)

Schmetterlingsdipol

Der korrektere Name dieses Halbwellendipols ist Spreizdipol. Den Namen Schmetterlingsdipol erhielt diese Antenne durch die Übersetzung des englischen Namens Butterfly-Antenna. Es ist eine lineare Antenne für Breitbandanwendungen und trotz der Flächenausbildung des Dipols keine Flächenantenne. Elektrisch wirkt diese Antenne wie eine Drahtantenne mit Dachkapazität, auch wenn dieser Draht schon als Fläche ausgebildet ist. Die Bandbreite einer solchen Antenne für DVB-T- und UHF-Fernsehempfang ist größer als das genutzte Frequenzband.

Batwing-Dipol

Um das Breitbandverhalten der Antenne noch zu vergrößern, wurde aus einem Spreizdipol die Batwing-Antenne entwickelt. Strahlendes Element ist der Schlitz zwischen den beiden an den Enden miteinander verbundenen Flächen. Somit zählt diese Antenne bereits zu den Flächenantennen.

Der Batwing-Dipol ist entstanden, indem an die Speisepunkte eines Spreizdipols noch zwei kurzgeschlossene λ/4-Leitungen angeschlossen werden. Die Flächen des Spreizdipols werden dann bis auf die Leitungsenden vergrößert. Die Einkerbungen verbessern die Stromverteilung über die „Fläche“ und das Frequenzverhalten. Die kompakte Fläche kann durch eine Gitterkonstruktion ersetzt werden, die Ecken können noch abgerundet werden, und so entsteht das typische Aussehen von Fledermausschwingen, das dann der Antenne den Namen gab.

Turnstile und Superturnstile-Antenne

Superturnstile-Antenne auf dem MW-Hauptsendemast des Rundfunksenders Mühlacker, Deutschland

Um eine annähernde Rundstrahlcharakteristik in der Horizontalebene zu erhalten, werden zwei Batwing-Dipole wie ein Kreuzdipol zusammengesetzt und beide Dipole mit einem Phasenunterschied von 90° gespeist. Da deswegen eine zirkulare Polarisation entsteht, werden zwei solcher gekreuzten Batwings übereinander montiert. Ein Antennenpaar wird mit linksdrehender zirkularer Polarisation und das zweite Paar mit rechtsdrehender zirkularer Polarisation ausgestattet. Die Summe beider Antennenpaare bewirkt im Fernfeld ein vertikal linear polarisiertes elektrisches Feld. Diese Konstruktion erhielt den Namen Turnstile-Antenne.

Für den kommerziellen Einsatz als Rundfunksendeantenne werden mehrere solcher Ebenen übereinander gestockt. Diese Konstruktion erhielt den Namen Superturnstile-Antenne und ist an vielen Sendetürmen, wie zum Beispiel dem Berliner Funkturm und dem Sendemast in Mühlacker, zu sehen.

Selbstbau DVB-T-Schmetterlingsantenne, anwendbar im so genannten Sender-Kernbereich

Literatur

• Alois Krischke: Rothammels Antennenbuch. 11. Auflage, Franckh-Kosmos-Verlags-GmbH, Stuttgart 1995, ISBN 3-440-07018-2
• Jürgen Tech: Antennen zum Selbstbauen. 2. Auflage, frech-Verlag GmbH + Co Druck KG, Stuttgart, 1980, ISBN 3-7724-0301-8