Hallo Andreas
zu dem Thema Empfangsantennen hatte ich früher schon einmal einen Beitrag in einem Forum, den ich hier wiedergeben möchte:
Hallo allerseits,
gestattet auch mir ein paar Anmerkungen zum Thema Empfangsantennen für Modell-Uboote, obwohl hierzu schon viel gepostet und diskutiert worden ist, frei nach Karl Valentin:“Im Grunde ist ja schon alles gesagt worden – bloß noch nicht von jedem.“ So auch noch nicht von mir…
Grundsätzlich und unabhängig von der Modellkategorie hat die Verlegung der Empfangsantenne einen Einfluss auf die Empfangseigenschaften und bei ungünstiger Verlegung kann die nutzbare Reichweite deutlich eingeschränkt sein (genauso wie es auch auf der Senderseite passiert, wenn z.B. die Sendeantenne eingeschoben ist). Dies gilt insbesondere für Antennen in den langwelligeren Fernsteuerbändern (27MHz und 40MHz), die zur Steuerung von Modell-Ubooten in Betracht kommen (2,4GHz scheiden wegen der hohen Dämpfung im Wasser aus), und wo wir üblicherweise mit längeren Drahtantennen arbeiten.
Was ist nun die günstigste Verlegung? Um zu empfangen benötigt der Empfänger eine Signalspannung am Empfängereingang, diese baut sich zwischen dem Antennendraht und dem übrigen "Anhängsel" des Empfängers auf, d.h. den Stromversorgungs- und Servokabeln, die der Antenne quasi als "Gegengewicht" dienen. Eine Spannung bedeutet ja auch immer eine elektrische Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten, d.h. sie tritt immer zwischen zwei Punkten auf, hier die Antenne einerseits und auf der anderen Seite "das Gegengewicht" der übrigen Verkabelung. Um möglichst viel Hochfrequenzenergie aus dem Elektromagnetischen Feld des Senders aufzunehmen, sollten Antenne und Gegengewicht möglichst weit auseinandergespreizt liegen und nicht eng zusammengelegt sein (womöglich noch in einem gemeinsamen Kabelbaum) . Die elektrische Feldstärke ist in Volt/ Meter definiert, salopp gesprochen kann man sagen, je mehr Abstand zwischen Antenne und Gegengewicht, desto mehr Spannung bekommst du an der Antenne (allerdings reden wir hier in der Größenordnung von µV). Natürlich lässt sich das insbesondere bei kleinen Modellen nicht immer konsequent handhaben. Aber generell sollte man dieser Regel schon zu folgen versuchen.
Bei einem Modell-Uboot braucht die Antenne nicht zwangsläufig vom Wasser isoliert zu sein (es schadet aber auch nichts), denn letztendlich ist ja die elektrische Feldkomponente des Elektromagnetischen Feldes ohnehin der mehr oder weniger großen Leitfähigkeit des Wassers ausgesetzt.
Was die Verhältnisse für die Funkwellen an dem Übergang zwischen Luft und Wasser angeht, so gibt es gleich mehrere Effekte: Zum Einen gibt es an solch einer Grenzschicht zwischen zwei unterschiedlichen Medien unweigerlich Reflexionen (das kennt man ja auch vom Licht an der Wasseroberfläche). Des Weiteren erfährt die elektrische Feldkomponente eine deutliche Verringerung aufgrund der hohen Dielektrizitätszahl des Wassers (die relative Dielektrizitätszahl epsilon r von Wasser beträgt rund 80(!), denn die Wassermoleküle sind polarisiert). Die magnetische Feldkomponente bleibt dagegen nahezu unverändert, wenn man von „Wirbelstromdämpfung“ aufgrund der Leitfähigkeit des Wassers absieht. Die elektrische Komponente wird durch die Leitfähigkeit des Wassers zusätzlich geschwächt. Aufgrund der großen Dielektrizitätszahl von Wasser (80) ist die Wellenlänge übrigens im Wasser erheblich kleiner als in Luft; sie beträgt nur rund 1/9 der Wellenlänge in Luft.
Wie man aus den Überlegungen schließen kann, haben wir unter Wasser nur mit sehr kleinen Empfangsfeldstärken zu rechnen, deshalb haben wir nichts an Empfindlichkeit zu verschenken. Es ist daher sehr sinnvoll, die Antenne außenbords in möglichst großem Abstand zu den elektrischen Komponenten im Innern zu verlegen. Dies gilt insbesondere dann, wenn man ein metallisches Technikgerüst im Innern hat. Dieses metallische Technikgerüst hat eine relativ große parasitäre Streukapazität sowohl zu der großen Umgebungsmasse (Wasser) als auch zu den übrigen elektrischen Komponenten, ist also dem Gegengewicht potenzialmäßig näher als der Antenne. Daher sollte die Antenne auch möglichst weit weg vom Technikgerüst liegen.
