Antennen sind Sende- oder Empfangseinrichtungen für elektromagnetische Strahlung. Sie wandeln elektromagnetische Strahlung in elektrischen Strom und umgekehrt. Die Abstrahlung einer elektromagnetische Schwingung von einer Antenne hängt mit dem Wellenwiderstand des freien Raums zusammen, der mit 380 Ohm bei der Abstrahlfrequenz geringer ist als der Wellenwiderstand der Antenne. Die Abstrahlung erfolgt dann, wenn die Antenne mindestens einzehntel der Größe von der abzustrahlenden Wellenlänge hat.

Bauformen von Dipolen: Gestreckter Dipol (oben), Schleifendipol (Mitte) und Doppelschleifendipol

Antennen basieren auf dem Resonanzprinzip und werden durch einen elektronischen Schwingkreis gebildet. Das bedeutet, dass die Antenne an die Empfangsfrequenz angepasst sein muss und die Größe des Resonanzteils daher unmittelbar von der Wellenlänge bzw. einem festen Bruchteil der Wellenlänge (Lambda) abhängt. So können Antennen auf Lambda, Lambda-Halbe, Lambda-Viertel oder Lambda-Achtel abgestimmt sein. Am Beispiel eines GSM-Handys ergibt sich aus der Mittenfrequenz des GSM-Bandes von 925 MHz eine Wellenlänge von 35 cm. Daraus ergeben sich Antennenlängen von 35 cm, 17,5 cm, 8,75 cm oder bei Lambda-Achtel von 4,37 cm.

Antennenspiegel für Richtfunk, Foto: Rolf Heine Hochfrequenztechnik

Wichtige Antennen-Kenngrößen sind der Antennengewinn, die Antennenbandbreite und -impedanz, der Öffnungswinkel, das Vor-Rück-Verhältnis und die Abstrahlcharakteristik, die direkten Einfluss auf die Bauart hat. Entsprechend ihrer Richtwirkung lassen sich Antennen in direktionale und omnidirektionale Antennen einordnen. Zu den omnidirektionalen gehören die Rundstrahler und Stabantennen, zu den Richtantennen die Dipol-, Discone-, Yagi- und Parabolantennen.

Omnidirektionale Antennen senden kreisförmig, sie sind in der Regel für den Einsatz in Gebäuden oder im Freien konzipiert und strahlen das Gebäude nach allen Richtungen hin aus. Die Reichweite kann dabei bis zu 600 m betragen. Sie werden in der Regel für Multipoint-Verbindungen genutzt.

Richtungsbezogene Antennen, wie die Yagi-Antenne oder die Parabolantenne, werden für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen im Außenbereich eingesetzt und können je nach Leistungsklasse mehrere Kilometer überbrücken. Sie werden für campusübergreifende Verbindungen und auch im Richtfunk eingesetzt.

Von der Bauweise her unterscheidet man bei den Antennen die Stabantenne, Flachantenne, Kugelstrahler, Parabolantenne, Dipolantenne, Panel-Antenne und Yagi-Antenne.

Neben den genannten Antennen gibt es noch Kombi-Antennen, die verschiedenen Antennentypen kombinieren, damit man beispielsweise im Auto nicht mehrere Antennen für Radio, GPS und Mobilfunk benötigt. Es gibt Duplex-Antennen für Radio und Mobilfunk und Triplex-Antennen, das zusätzlich das GPS-System einschließt.

Neben den genannten Antennen gibt es auch intelligente Antennen. Um die knappen Frequenzressourcen besser nutzen zu können und dadurch die Funkkapazität einer Funkzelle zu erhöhen, wird an intelligenten Antennenkonzepten entwickelt. Das Grundprinzip der intelligenten Antennen basiert auf der kontrollierten Abstrahlung der elektromagnetischen Wellen. Dadurch wird das zu versorgende Funkempfangsgebiet mit optimaler Feldstärke bestrahlt. Man unterscheidet verschiedene Techniken mit fixer Strahlungscharakteristik, geschalteter fixer Abstrahlung und dynamischer Abstrahlung.