Die Cloverleaf Antenne

Die Cloverleaf Antenne gehört zur Familie der circumpolaren CP Sendeantennen mit omnidirektionaler Abstrahlcharakteristik in Form eines Toroids mit einer Nullstelle in senkrechter Achse . Die Cloverleaf ist zusammen mit einer Empfangsantenne identischen Drehsinns als RHCP (righthandcircularpolarized) oder LHCP (lefthandcircularpolarized) Konfiguration einzusetzen.

Die Cloverleaf – Kleeblatt – Antenne besteht aus 3 Flügeln im Abstand von 120° angeordnet mit einer Erhebung der Flügel von 45° über der Ebene. Mikrowellen-technisch arbeiten die Flügel als gefaltete Dipole mit Impedanzanpassung an das speisende 50 Ohm Koaxialkabel.

Die Cloverleaf wird, obwohl mit einem „Gewinn“ von ~1,2dBi ohne Richtcharakteristik einzusetzen, mit Erfolg bei 2G4 und 5G8 Sendern zur FPV Übertragung des Videosignals und von meist 2 Audiokanälen verwendet.

Die Cloverleaf Antenne wird zuerst von Dr. John D.Kraus in seinem Buch „Antennas“ 1947 und erneut 1954 im Vol.2 beschrieben und mathematisch dargestellt als Antenne mit 3 Dipolen in 120° Abstand und 45° Neigung gegenüber der Bezugsebene. Die CL taucht danach 1964 bei Funkamateuren als mobile Antenne auf.

Eine ähnliche Konstruktion ist die sog. Lindenblad Antenne, die mit 4 1/2wellen Dipolen arbeitet, die um 30° gegeneinander in der Horizontalebene in derselben Richtung geneigt sind. Die Neigung entweder im Uhrzeigersinn als RHCP oder sinngemäß gegen den Uhrzeigersinn als LHCP ausgeführt.

Die Cloverleaf ist eine Rundstrahlantenne, die auf Grund der circumpolaren Polarisation der abgestrahlten Welle Störungen des Empfangs durch Mehrwegesignal und/oder Auslöschungen/Nullstellen vermeidet, vorausgesetzt am Empfängereingang befindet sich eine CP Antenne identischen Drehsinns mit CP Eigenschaften. Ist dies nicht der Fall – wie bei linearen Empfangsantennen wie Dipol, Biloop, Biquad oder Waveguide/Schlitzantennen – findet eine Abschwächung des empfangenen Signals von -3dB statt, der sog. Polarisationsverlust.

Die CL Antenne besteht aus 3 Flügeln, als Falt-Dipole ausgebildet mit einer Schenkellänge von 1/4 lambda und einem gebogenen Stück von 1/2 lambda Wellenlänge. Unter Berücksichtigung von Verkürzungsfaktoren beträgt die Schenkellänge für 2,4GHz 31mm, das gebogene Leiterstück eine Länge von 62mm. Für 5,8GHz beträgt die Schenkellänge 13mm, das gebogene Stück des Dipols 26mm. Da alle 3 Faltdipole in Phase gespeist werden, ist die Leistungsverteilung und die Phasenlage einfach, so daß ein Nachbau mit guten Ergebnissen erfolgen kann. Die Cloverleaf kann mit handelsüblichen 50 Ohm Kabelsorten – nicht kürzer als 1/4 lambda Wellenlänge gespeist werden.

Drahtlänge in mm = 307022/f in MHz
dies bedeutet z.Bsp. bei:

910MHz = 338mm (Schenkellänge 1/4 Lambda= 84,5mm)
1280MHz = 240mm (Schenkellänge1/4 Lambda= 60mm)
2.4GHz = 125mm (Schenkellänge 1/4 Lambda=31mm)
5.8GHz = 53mm (Schenkellänge 1/4 Lambda=13mm)

Folgende Formel gilt:
f * λ = c

f = frequenz in Hertz (Hz = 1/sec)
λ = lambda in meter (m)
c = lichtgeschwindigkeit (299792458 m/s)

Drahtlänge also λ = c/f