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2026-01-02T07:57:28Z

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[[Datei:Dipole T Antenna.svg|mini|hochkant|Eine ''Groundplane-Antenne'' kann man sich vorstellen als die obere Hälfte einer vertikalen [[Dipolantenne]]. Die [[Erdnetz|''Groundplane'']] „spiegelt“ die obere Hälfte und muss den Strom aufnehmen können, der eigentlich in die untere Dipolhälfte fließen würde.]]
[[Datei:Car radio antenna extended portrait.jpeg|mini|hochkant|Peitschenantenne an einem Kraftfahrzeug, wobei dessen metallisches Dach als [[Gegengewicht (Funktechnik)|Gegengewicht]] wirkt]]
[[Datei:Antenne gp vhf 3.jpg|mini|hochkant|Groundplaneantenne für [[Ultrakurzwelle|UKW]] mit drei [[Radial (Funktechnik)|Radials]]]]
Eine '''Groundplane-Antenne''' (GPA) ({{enS|monopole antenna}}), kurz auch als {{lang|en|''Groundplane''}} (GP) bezeichnet, oder '''Peitschenantenne''' ({{enS|whip antenna}}), eigentlich '''Monopolantenne''', auch '''Viertelwellenstrahler''', '''Stabantenne''' oder, nach ihrem Erfinder [[Guglielmo Marconi]], '''Marconi-Antenne''' genannt, ist eine [[Vertikalstrahler|Vertikal]]-[[Antennentechnik|Antenne]], bestehend aus einem vertikalen Stab oder [[Selbststrahlender Sendemast|selbststrahlenden Mast]].

Im Gegensatz zu einer [[Dipolantenne]] wird sie ''[[Asymmetrische Signalübertragung|unsymmetrisch]]'' gespeist. Ergänzt wird sie zumeist durch ein „[[Gegengewicht (Funktechnik)|Gegengewicht]]“ (siehe auch [[Erdung #Funktechnik|Erdung]]), das gebildet wird durch:
* die [[Elektrische Leitfähigkeit|elektrisch gut leitfähige]] Erdoberfläche
* ein in der Erde zusätzlich rund um die Antenne eingegrabenes [[Erdnetz]] oder
* mehrere „[[Radial (Funktechnik)|Radials]]“ rund um den Monopol (vor allem im VHF-, aber auch im [[Kurzwelle]]nbereich). Sie liegen auf [[Masse (Elektronik)|Masse]] bzw. Erdpotential, gehen radial vom zentralen Speisepunkt (Fußpunkt) der Antenne aus und umfassen in der Regel mindestens drei bis zu mehreren hundert [[Leiter (Physik) #Elektrischer Leiter|Leitern]]. Oft wird die Länge dieser Leiter durch die [[Wellenlänge]] λ bestimmt, und man wählt vorteilhaft λ/4 als Länge, wenn nur wenige Radials eingesetzt werden (s. u. Konstruktionsparameter). [[Selbststrahlender Sendemast|Selbststrahlende Sendemasten]] im Mittelwellenbereich benutzen z. B. 100 Radials aus [[verzinkt]]en Stahlbändern, die etwa 60 cm tief im Boden rund um den [[Sendemast]] vergraben werden.

Monopolantennen werden als Sende- und Empfangsantennen für [[Längstwelle]], [[Langwelle]], [[Mittelwelle]], [[Kurzwelle]] bis in den [[Ultrakurzwelle]]n(VHF)-Bereich eingesetzt. Beispiele für Monopolantennen im VHF-Bereich sind Kfz-Antennen für den UKW-Empfang, wobei statt der Erde die metallische [[Karosserie]] als Massefläche dient.

== Funktion ==
Bedingt durch seinen [[Symmetrie (Geometrie)|symmetrischen]] Aufbau hat ein Dipol eine [[Elektrisches Potential|Potential]]<nowiki/>ebene mit Nullpotential senkrecht zu seiner Mitte. Diese Potentialebene kann durch eine ausgedehnte leitfähige Ebene wie die Erdoberfläche ersetzt werden, ohne die Funktion der Antenne wesentlich zu ändern. Dabei fließt der [[Elektrischer Strom|Strom]] in die leitfähige Ebene statt in die fehlende Dipolhälfte.

Verschiedene Konstruktionsparameter erlauben, die Eigenschaften der Antenne zu beeinflussen:
* Werden die Radials einer λ/4 langen Groundplane-Antenne um 45° nach unten geschwenkt, so lässt sich ein [[Fußpunktwiderstand]] von 50 [[Ohm|Ω]] erreichen, und die Antenne kann direkt mit üblichem [[Koaxialkabel]] gespeist werden.
* Die Strahler von Mittelwellen-[[Rundfunksender]]n werden gerne elektrisch 190° (etwas mehr als λ/2) [[Elektrische Länge|lang]] gemacht, weil sich so die stärkste [[Bodenwelle]] erreichen lässt. Ein 5/8 λ langer Strahler liefert zwar noch mehr Gewinn, aber unter einem Erhebungswinkel von ca. 30°.
* Wenn nur wenige Radials als Gegengewicht eingesetzt werden, so müssen sie auf λ/4-[[Resonanz]] abgestimmt werden, um dem [[Ausgleichsstrom]] einen Strompfad mit niedriger [[Impedanz]] anzubieten. Dafür reichen schon 3–4 Radials pro Arbeitsfrequenz für einen akzeptablen [[Antenne #Prinzip|Antennenwirkungsgrad]] und annähernde [[Rundstrahlung]].
* Wenn das Gegengewicht der Antenne dagegen aus vielen Radials besteht, so müssen die Radials nicht notwendigerweise auf λ/4-Resonanz abgestimmt werden, da die Impedanzen aller Radials effektiv [[Parallelschaltung|parallel geschaltet]] werden. Mittelwellen-Rundfunksender benutzen gewöhnlich über 100 vergrabene Radials.<ref>https://www.antennasbyn6lf.com/files/radial_system_design_and_efficiency_in_hf_verticals.pdf</ref><ref>https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a244578.pdf</ref>

Eine Sonderform der Groundplane ist die [[T-Antenne]], bei der die [[Elektrische Kapazität|kapazitive Wirkung]] des obersten Drahtstückes (siehe [[Leitungstheorie]]) durch eine [[Dachkapazität]] aus horizontalen Drähten ersetzt wird. Auf diese Weise lässt sich die Bauhöhe von beispielsweise 500 m auf 150 m verringern.

Eine weitere Bauform einer Monopolantenne ist die [[Alexanderson-Antenne]].

== Antennengewinn ==
[[Datei:Vpol dual band blade antenna blade L1 3D.jpg|mini|Rotationssymmetrische Feldverteilung um die vertikale Achse einer Monopolantenne im Zentrum]]
Eine Monopolantenne hat ein [[Strahlungsfeld]], das um den vertikalen Monopol herum [[rotationssymmetrisch]] ist.

Der [[Antennengewinn]] einer Monopolantenne beträgt damit bei idealer Massefläche 3 [[Bel (Einheit)|dBd]] (das 2. d im Einheitenkürzel bedeutet: bezogen auf den [[Hertzscher Dipol|idealen Dipolstrahler]]), da die Abstrahlung auf den oberen [[Halbraum]] mit dem [[Raumwinkel]] von 2π limitiert ist; bei ungenügender Massefläche, beispielsweise durch die Krümmungen einer metallischen Fahrzeugkarosserie, beträgt der Antennengewinn weniger als 3 dBd.

== Impedanz ==
Die [[Wellenimpedanz]] bei [[Fußpunktspeisung]] beträgt [[Fußpunktwiderstand|36]] Ω. Sie beträgt damit nur ca. die Hälfte der Wellenimpedanz eines symmetrisch gespeisten [[Halbwellendipol]]s mit ca. 73 Ω und ein Achtel eines [[Faltdipol]]es (240 Ω).

Monopolantennen können wie die Dipolantenne mechanisch [[Antennentechnik#Verkürzte lineare Antennen|verkürzt]] werden, indem man nahe dem Fußpunkt eine [[Induktivität (Bauelement)|Induktivität]] als „[[Verlängerungsspule]]“ einfügt. Dadurch verschlechtert sich die Abstrahlung, die Wellenimpedanz bleibt bei passender Induktivität gewährleistet.

Dabei ist zu beachten, dass die Anpassung mit Induktivität schmalbandig verläuft. Eine Monopolantenne kann also streng genommen nur für eine einzige Frequenz verkürzt werden. Die Antenne verliert einen Großteil ihrer natürlichen Breitbandigkeit. Für breitbandige Verkürzung, die meist für ein [[Frequenzband|Band]] gewünscht wird, muss man sich anderer Methoden bedienen.

== Siehe auch ==
* [[Liste von Amateurfunkantennen]]

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor = Ulrich Freyer
|Titel = Antennentechnik für Funkpraktiker
|Auflage = 1. | Verlag = Franzis-Verlag | Ort = Poing | Jahr = 2000 | ISBN = 3-7723-4693-6 }}
* {{Literatur
|Autor = Gerd Klawitter
|Titel = Antennenratgeber Empfangsantennen für alle Wellenbereiche
|Auflage = 6. | Verlag = Verlag für Technik und Handwerk | Jahr = 2005 | ISBN = 3-88180-613-X }}

== Weblinks ==
{{commonscat|Monopole antennas}}
* [https://www.youtube.com/watch?v=R4EGF4ITQn0 ''Stabantennen Handfunkgeräte – Verstehen & richtig messen.''] [[YouTube]]-Video (13′21″).

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Lineare Antenne]]

Groundplane-Antenne - Versionsgeschichte

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