Как определить усиление антенны
Multithumb found errors on this page:

There was a problem loading image 'http://hammania.net/cache/multithumb_thumbs/b_0_0_16777215_00_images_antcalc_multdipole.jpg'
There was a problem loading image 'http://hammania.net/cache/multithumb_thumbs/b_0_0_16777215_00_images_antcalc_multdipole.jpg'

b_0_0_16777215_00_images_antcalc_multdipole.jpgУже 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 то 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.

izo dipole  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.

detect   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.  

device

 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.

97489794 5145224 YagiExplanation director

   Отдельно следует рассомтреть вопрос о КУ вертикалов.  Особенно интересные вещи можно прочитать в мануалах автомобильных CB антенн.  Обычный (в лучшем случае четвертьволновой ) штырь анонсируется как имеющий усиление в 5 дБi :-)  Понятно, что усилению в GP взяться неоткуда. Тогда вопрос как производитель намерял 5 дибиай?  Ответ прост.  GP с противовесом - аналог вертикального полуволнового диполя. От величины 5 dBi отнимите 2,5 и получите  2,5 дБ  как раз те, что имеет обычный диполь по отношению к изотропному излучателю, рассмотренному нами ранее. Таким образом КУ 2,5 - это не прибавка к уровню излучаемой мощности, а концентрация её в кольцо вокруг вертикала. Тоесть коэффициент "сплюснутости" диаграммы направленности. Но если антенна имеет в середине утолщение, в котором прячется катушка, то антенна является колинеарной и в ней происходит сложение электромагнитных волн. Такая антенна и правда имеет усиление. Потому что в ней складывается два "бублика" диаграммы

s2 1

     В случае с антеннами Уда-Яги, или иначе волновыми каналами, всё гораздо проще. За счёт переизлучения напряжения в соседних элементах и сложения их в фазе антенны имеют КУ более единицы. На примере (анимации) выше хорошо заметно как это работает. В зависимости от числа элементов и их расположения коэффициент усиления варьируется в некоторых пределах. Нам интересно каким именно усилением обладает наша антенна.

s2 2

 Теоретическую часть я описал в предыдущей части. Теперь можно перейти к практической.  Для того, чтобы вы не боялись повторить за мной то, что сделаю я, привожу фотографии, сделанные сегодня утром и иллюстрирующие суть самоделки.  К метровому отрезку диэлектрика изолентой крепятся два провода по 50 сантиметров (речь о диапазоне 145 мгц :-) которые подсоединяются к выпрямительному мосту, с одного плеча которого напряжение посредством провода подаётся на обычный мультиметр.  Этот измеритель располагается на расстоянии 10-15 метров от позиции исследуемой антенны. Второй такой же диполь будет использоваться в качестве эталонного. Включаем этот эталонный диполь на выход передатчика и регулируя мощность добиваемся появления показаний на шкале мультиметра. Лучше если это будет 0,6-0,7 вольта для германиевого диода и 0,7-0,8 вольта для кремниевого.

s2 4

У меня при расстоянии 15 метров 0,65 вольта получилось при мощности в 5 ватт.  Это напряжение поля от обычного полуволнового диполя. Теперь на его место ставим 5-ти элементный волновой канал. Конечно, КСВ в небольших пределах изменит показания измерителя мощности. Какой бы он ни был, главное чтобы он показывал тот же уровень мощности что и в случае с диполем.  (у меня Daiwa CN-101L).  Снимаем показания напряжения с мультиметра - 1,79 вольта.  Теперь вычисляем отношение напряжений (1,79/0,65)*100=275%  Переходим к онлайн калькулятору проценты-децибелы и вычисляем усиление нашей многоэлементной антенны по отношению к полуволновому диполю.    275%=8,8 дБ  Для пятиэлементной антенны это средний показатель, но мы его определили опытным путём и теперь можем сравнить полученный результат с тем, что заявил производитель.

s2 5

  Найдётся достаточное количество критиков изложенного мною. Например про высоту подвеса измерительного диполя и исследуемых антенн. И результы измерений на практикке правда отличаются  от измерения к измерению процентов на 10-20.  Причём эти изменения не очень сильно зависят от высоты подвеса.  Я проводил измерение и с высотой подвеса 5 метра над землёй. Но это оказалось неудобным для фотографирования :-)  Ну и по деревьям лазать не очень хочется :-)  Одним словом если вам хочется знать хотя бы приблизительный коэффициент усиления своей антенны - можете пробовать. 

tree position3

Комментарии  

+2 #1 Владимир Андреев 03.05.2015 11:11
Динамический диапазон можно значительно расширить вниз за счёт того, что мультиметр имеет достаточно высокое входное сопротивление. Это позволит использовать схему детектора с удвоением напряжения. Тогда нижний предел измерения будет не 0,5 вольта (для германиевого диода), а как минимум 250 милливольт. В случае с небольшой мощностью это важно.
Цитировать

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

  FREE & OPEN UKRAINIAN     HAM  RADIO   BANNERS NET

CR HAMRADIO PHOTO

  • UZ0RZ
  • UT8RN UZ0RZ

Последние материалы

Есть ли жизнь выше 5 ГГц?

Есть ли жизнь выше 5 ГГц?

20.09.2018 | Геннадий
Оборудование для 6-ти сантиметрового диапазона всегда требовало тщательного подхода как к используемым радиокомпонентам, так и к изготовлению антенн. Хоть физику...
2400 МГц в каждый дом...

2400 МГц в каждый дом...

13.09.2018 | Геннадий
Диапазон в 2.4 ГГц хоть и является довольно таки замусоренным ISM диапазоном (Industrial, Scientific, Medical: индустриальный, научный и медицинский...
Мечты об идеальной антенне не покидают даже опытного радиолюбителя со стажем. А уж про начинающих радиолюбителей и говорить нечего, спят...
Приветствую читающий народ. Столкнулся с проблемой. У меня постоянно включены общедоступные WEB приёмники по адресу...
Вопрос: Добрый день, Георгий. Спасибо большое за Ваши труды. Регулярно читаю Ваш блог. Позвольте задать вопрос новичка по конфигурации оттяжек...
Ранее я уже рассказывал, как сделать простой вариант таймера с использованием LCD KeyPad shield. Минимум используемых модулей и минимум управляющих...
....это еще и источник вдохновения и материалов для радиолюбителя. Просьба к перфекционистам, дальше не читать, во избежание нервного срыва и срача...
Ну вот хочется иногда, выйдя из душного офиса на берег реки, сесть и послушать шум эфира. Может провести пару связей...
Интересное направление радиоспорта "Охота на лис". Во время студенчества, будучи соначальником коллективной радиостанции, для разнообразия деятельности приходящих в клуб мальчишек,...
Антенна - не игрушка...

Антенна - не игрушка...

27.10.2017 | Геннадий
Все началось с того, что на просторах интернета была замечена конструкция укороченной антенны с проводниками в виде спирали. Сразу пришла...

Вход с логином соцсети :

Или логин этого сайта

Login Form

service 2Сайт сам по себе. 100% неофициальный и 100% беспартийный. Для всех радиолюбителей. Расположен в Черниговской области. Как говорил пес в "Простоквашино", живите кто хотите. Это означает что вы сами можете разместить свой материал, картинку или новость. К сожалению из-за придурков пришлось все разрешения прописать только для регистрированных гостей - иначе дураки пишут всякую дрянь и ересь. Прочитать как это сделать можно в первом пункте меню - написать на сайт. еще проще разместить в форуме. Если вы не дружите с компом - пишите на адрес админимтратора (uy2ra сокаба i точка ua) и я помогу разместить материал.

От администратора

 

07.09.15 Поле долгих раздумий снова включил внизу случайное фото из фотогаллереи. Чтобы ностальджи щекотала тонким пёрышком воспоминаний как было раньше.....   Тем, кто себя там ни разу не увидел нужно загрузить хотя бы пару своих фотографий в фотогаллерею. Потом они будут показываться в случайном порядке среди прочих.....Читай инструкцию в меню  "Как я могу..."  загрузить фото на сайт.

06.09.15 К сведению пишущих. Я имею намерение модерировать только нецензурные выражения, оскорбительные определения для личностей и явно маразматические материалы (тут могут быть проблемы с определениями :-). Поэтому не требуйте от меня вмешательства если просто чьё-то мнение не совпадает с вашим. Повторяю: удаляться будет только ненормативная лексика и хамские выходки.

10.06.18 По просьбам трудящихся поменял местами блок DX информации (вниз) и блок проигрывателя круглых столов (вверх). Говорят что пропорционально интересам читающих. Я не спорил. Кому нужно найдёт в любом месте.

29.07.18 В связи с тем, что я содержу этот сайт для того чтобы высказаться мог каждый, а не только особы приближенные к императору(рам), предупреждаю что любое письмо на мой адрес, если в нём нет ремарки "КОНФЕДИЦИАЛЬНО", может быть опубликовано. Материал может быть снят с публикации только по запросу автора письма. У каждого есть возможность лично выражать своё мнение на этом сайте. Читайте пункт меню "Написать на сайт"

 

satsch


un7fgo
Доставка цветов в Чернигове

Последнее в Форуме

  • Нет сообщений для показа

kzaskbar

Мини чат

Подать телеграмму

Ведите короткий текст (до 256-ти символов.) телеграммы
Call (name)

 
            

Call-QSL-MGR search

QRZ.COM callsign lookup:
 

QRZ.RU Callbook'e:  
 

IK3QAR QSL Manager
 

Солнце и прохождение

HAM history in Pictures

Заказать напоминание

Введите свой e-mail для получения напоминания о открытом (для всех) Кубке Черниговщины телеграфом CW CRCUP contest

Баннеры этого сайта

 

freemean220

Доставка цветов Славутич

Кто у нас в гостях

Сейчас 35 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте