Ежедневный радиожурнал со звуком. Иногда с юмором. Всегда с картинками

21.04.2015

Как определить усиление антенны


Уже неоднократно приходилось убеждать читателей в том, что производители (и конструкторы) антенн частенько преувеличивают значение усиления своих детищ пользуясь недоговорённостями.  В качестве примера, один из моих оппонентов уверял, что антенна классический многодиапазонный диполь  по Ротхаммелю (или рамка) имеет усиление 2 дБ.   Он даже обратился к Гончаренко (DL2KQ) и спросил правда ли  то что MMANA обещает для этого диполя усиление 2 дБ.    Ответ был в пользу MMANA - правда. При этом Гогнчаренко умолчал (ну и правда, ведь не спросили по отношению к чему :-) про т о что ответ по науке - по сравнению с изотропным излучателем.
 По определению усиление - это отношение двух величин: входной и выходной, в случае усилителя, и какой-то определённой величины по сравнению с эталонной.  В радиотехникке эталон КУ антенны - 0 имеет изотропный излучатель. Это теоретическая антенна, излучающая сигнал из точки во все стороны одинаково. То есть диаграмма направленности такой антенны - сфера. Величина  КУ которой пользуются многие производители оценивается по сравнению с этой теоретической антенной и усилениа обозначается (измеряется) как dBi.

Но реально такая антенна не существует и многие практики (радиолюбители в том числе) используют для сравнения величину усиления по сравнению с одиночным диполем на рабочей частоте. И единицей измерения служит привычный децибел.  Диполь, в силу своей геометрии,  концентрирует излучение в направлениях препендикулярных напавлению его проводников.  И по сравнению со сферой это 2,4 dBi   Таким образом если величина усиления антенны указана в dBi, то по сравнению с привычным нам диполем (или его вертикальной модификацией - штырём) в децибелах усиление будет на 2,4 единицы меньше.  Для практического применения, на моём сайте есть онлайн калькулятор пересчёта разы (или проценты) в децибелы и наоборот.
Поскольку усиление антенны - это отношение двух величин, а не их точное значение, то представляется возможным примерное определение этого самого коэффициента усиления так сказать  в домашних условиях.   Для этого необходимо соблюсти следующие требования: неизменное расстояния (и положение) от измериттельного устройства до исследуемой антенны и эталонного излучающего диполя (для рабочей частоты) и достаточно точный измеритель с большим  интервалом измерений.  Конечно же одна и та же подводимая от трансивера мощность. Вполне подойдёт уже привычный цифровой тестер, который будет измерять напряжения от полувольта ( меньше  не выйдет из-за диода) до нескольких десятков вольт - вот вам и динамический диапазон в 80-100 децибел.
Смысл операции прост: на расстоянии две-три длинны волны (на самом деле чем больше, тем лучше, но следует обращать внимание на то, чтобы наводимое напряжение в максимуме составляло единицы вольт) размещается обычный измеритель напряжённости поля и вольтметром фиксируется напряжение на выходе ВЧ детектора которое может обеспечить передающий диполь.  Затем диполь заменяется на исследуемую антенну и вновь фиксируется значение напряжения на выходе измерителя напряжённости поля.  Вторую величину делим на первую обычным калькулятором (находим их процентное отношение), после чего, пользуясь упомянутым онлайн-калькулятором (или таблицей). получаем величину отношения в децибелах.
Схема измерителя не просто проста, она очень проста - диодный мост, зашунтированный блокирующей ёмкостью в 10-100 тысяч пикофарад.   О качестве диодов переживать не следует  - подойдут любые, но германиевые и, конечно, с максимально возможной граничной частотой.  Вот фото "измерительной головки" для диапазона 430 мгц.  Провод нужен достаточно длинный для того, чтобы разместить измерительный диполь на высоте 3-4 метра над землёй. При отсутствии цифрового вольтметра можно воспользоваться обычной измерительной головкой на 100-200 микроампер. Точность результата в этом случае будет очень низкой так как индикатор не обеспечит измерение необходимого диапазона изменения напряжения.

Продолжение следует.
© Copyright 2011-2019 UY2RA, UN7FGO   All rights reserved.    Все права защищены.    Пожалуйста уважайте их. Использование материалов c этого сайта разрешается только с указанием АКТИВНОЙ ссылки на этот сайт.

FREE & OPEN UKRAINIAN HAM  RADIO  BANNERS NET