Wie funktioniert der Sender und die Antenne?

Stellen Sie sich vor, Sie strecken Ihre Hand aus und fangen Wörter, Bilder und Informationen ein. Das ist mehr oder weniger das, was eine Antenne (manchmal auch Antenne genannt) tut: Es ist die Metallstange oder -schüssel, die Radiowellen fängt und sie in elektrische Signale verwandelt, die in etwas wie ein Radio oder Fernsehen oder ein Telefonsystem einspeisen. Antennen wie diese werden manchmal Empfänger genannt. Ein Sender ist eine andere Art von Antenne, die einem Empfänger die entgegengesetzte Arbeit leistet: Er wandelt elektrische Signale in Radiowellen um, so dass sie manchmal Tausende von Kilometern um die Erde oder sogar in den Weltraum und zurück reisen können. Antennen und Sender sind der Schlüssel zu nahezu allen Formen der modernen Telekommunikation. Schauen wir uns genauer an, was sie sind und wie sie funktionieren!

Angenommen, Sie sind der Chef einer Radiostation und Sie möchten Ihre Programme in die Welt übertragen. Wie gehst du vor? Sie verwenden Mikrofone, um die Geräusche von Menschen zu erfassen und in elektrische Energie umzuwandeln. Du nimmst diese Elektrizität und lässt sie locker an einer hohen Metallantenne entlang strömen (sie wird so viele Male an die Macht gebracht, dass sie genau so weit kommt, wie du es brauchst). Während sich die Elektronen (winzige Teilchen in den Atomen) im elektrischen Strom entlang der Antenne hin und her bewegen, erzeugen sie unsichtbare elektromagnetische Strahlung in Form von Radiowellen. Diese Wellen, teilweise elektrisch und teilweise magnetisch, bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit und nehmen Ihr Radioprogramm mit. Was passiert, wenn ich in meinem Haus ein paar Kilometer entfernt mein Radio einschalte? Die Funkwellen, die du aussendest, fließen durch die Metallantenne und lassen die Elektronen hin und her wackeln. Das erzeugt einen elektrischen Strom - ein Signal, dass die elektronischen Komponenten in meinem Radio wieder zu einem Ton werden, den ich hören kann.

Sender- und Empfängerantennen sind oft sehr ähnlich aufgebaut. Wenn Sie beispielsweise so etwas wie ein Satellitentelefon verwenden, das mithilfe von Weltraumsatelliten einen Video-Telefonanruf an einen anderen Ort auf der Erde senden und empfangen kann, werden die von Ihnen gesendeten und empfangenen Signale alle über eine einzige Satellitenschüssel übertragen - eine besondere Art einer Antenne in Form einer Schüssel (und technisch als Parabolreflektor bekannt, da sich die Schale in Form eines Diagramms krümmt, das als Parabel bezeichnet wird). Sender und Empfänger sehen jedoch oft sehr unterschiedlich aus. Fernseh- oder Rundfunkantennen sind riesige Masten, die sich manchmal über Hunderte von Metern in die Luft erstrecken, weil sie über große Entfernungen starke Signale senden müssen. Aber Sie brauchen zu Hause nichts so Großes auf Ihrem Fernseher oder Radio: Eine viel kleinere Antenne macht den Job gut.

Wellen strömen nicht immer durch die Luft von Sender zu Empfänger. Abhängig davon, welche Arten (Frequenzen) von Wellen wir senden wollen, wie weit wir sie senden wollen und wann wir es tun wollen, gibt es tatsächlich drei verschiedene Arten, wie die Wellen reisen können:

1. Wie wir bereits gesehen haben, können sie mit einer so genannten "Sichtlinie" in einer geraden Linie schießen - genau wie ein Lichtstrahl. In altmodischen Fernsprechnetzen wurden Mikrowellen verwendet, um auf diese Weise Gespräche zwischen sehr hohen Kommunikationstürmen zu führen (Glasfaserkabel haben dies weitgehend überflüssig gemacht).

2. Sie können die Erdkrümmung in einer so genannten Grundwelle beschleunigen. AM (Mittelwelle) -Radio neigt dazu, diesen Weg für kurze bis mittlere Entfernungen zu gehen. Dies erklärt, warum wir Radiosignale jenseits des Horizonts hören können (wenn Sender und Empfänger nicht in Sichtweite zueinander sind).

3. Sie können in den Himmel schießen, von der Ionosphäre (einem elektrisch geladenen Teil der oberen Erdatmosphäre) abprallen und wieder auf den Boden zurückkehren. Dieser Effekt funktioniert am besten in der Nacht, weshalb entfernte (ausländische) AM-Radiosender abends viel leichter zu hören sind. Während des Tages werden Wellen, die in den Himmel schießen, von den unteren Schichten der Ionosphäre absorbiert. Nachts passiert das nicht. Stattdessen fangen höhere Schichten der Ionosphäre die Radiowellen auf und schleudern sie zurück zur Erde - was uns einen sehr effektiven "Himmelsspiegel" gibt, der dabei helfen kann, Radiowellen über sehr lange Entfernungen zu tragen.

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