Коефіцієнт підсилення антени визначається порівнянням рівня сигналу на її виході з рівнем сигналу на виході деякої еталонної антени, розташованої в тому ж місці, що і дана антена за умови, що максимуми основних пелюсток діаграм спрямованості обох антен орієнтовані в бік випромінюючої антени Звичайно як еталонної антени використовується полуволновий вібратор У цьому випадку при вимірах буде безпосередньо визначено значення коефіцієнта підсилення відносно напівхвильового вібратора, яке наводиться зазвичай в довідковій літературі В принципі, в якості еталонної антени можна використовувати будь-яку іншу антену, важливо лише знати коефіцієнт посилення цієї антени щодо напівхвильового вібратора, що дозволить шляхом перерахунку визначити необхідну Довідкове значення коефіцієнта посилення

Застосування спрямованих еталонних антен з відомим коефіцієнтом посилення замість півхвильового вібратора доцільно в тих випадках, коли

випробувана антена є остронаправленной з коефіцієнтом підсилення відносно напівхвильового вібратора більше 14 .. 16 дБ Це дозволить збільшити точність визначення коефіцієнта посилення У дециметровому діапазоні хвиль, наприклад, в якості еталонної антени іноді використовується рупорна антена з прямокутним раськривом, коефіцієнт посилення якої може бути з достатньою точністю розрахований виходячи з розмірів розкриву рупора

Експериментальне визначення коефіцієнта посилення антен метрових і дециметрових хвиль є одним з найбільш складних видів антенних вимірювань Це повязано насамперед з тим що в місце установки випробуваної і еталонної антен приходить не тільки основна хвиля від допоміжної передавальної антени, але і хвилі, відбиті від землі Діаграми спрямованості випробуваної і еталонної антен у вертикальній площині, як правило, різні, тому різна і «чутливість» цих антен до відбитим хвилях, в результаті чого порушується дійсне співвідношення між рівнями сигналів на виходах антен і виникає помилка у значенні коефіцієнта посилення

Інтерференція прямий і відбитих хвиль на випробувальному майданчику призводить до висотного розподілу поля в області розташування випробуваної антени Ступінь нерівномірності цього розподілу дозволяє судити про рівень відбитих від землі хвиль За наявними даними впливом відбитих хвиль при вимірюванні коефіцієнта посилення можна практично знехтувати, якщо в області розташування випробуваної антени нерівномірність висотного розподілу поля НЕ ^ перевищує 1 дБ

Існує кілька різних способів зниження рівня відбитих хвиль

Застосування остронаправленной допоміжної передавальної антени з діаграмою спрямованості, стислій у вертикальній площині (рис 65) Антена виконується у вигляді грат з декількох синфазних антенних полотен, рознесених у вертикальній площині Ці антени за схемами і конструкціям аналогічні гостронаправленим синфазним антенам, застосовуваним в складних умовах прийому і описаним в гол 7

Такий спосіб зниження рівня відбитих хвиль на випробувальному майданчику вельми ефективний, проте він потребує виготовлення складної по конструкції допоміжної передавальної антени і деякого збільшення відстані між випробуваної та допоміжної антенами (до 35 .. 40 м)

Підбір висоти установки допоміжної передавальної антени (рис 66) Висота установки hi вибирається так, щоб напрямок відбитого від землі променя, що прийшов в точку установки випробуваної антени А2, виходив з області першого «нуля» вертикальної діаграми спрямованості допоміжної передавальної антени А1 У разі вертикально-поляризованої типу «хвильовий канал» кут у вертикальній площині між максимумом діаграми і першим «нулем» складає: для трехелементйой антени – близько 40 °, для пятіелементной – близько 30 °, для семіелементной – близько 25 ° Більш точно напрямки нулів діаграми можна визначити, вимірявши характеристику спрямованості у відповідній площині У горизонтально-поляризованої допоміжної передавальної антени нульове напрямок у вертикальній площині відсутній і зявляється тільки в разі побудови цієї антени з двох або декількох вертикально рознесених антен Для двоповерхової допоміжної передавальної антени кут у вертикальній площині між максимумом діаграми і перзим нулем визначається співвідношенням (див рис 66)

sin α = λ2ά,

де λ – довжина хвилі d – рознос між поверхами по вертикалі

Розсіювання відбитих хвиль Японськими стандартами рекомендується методи зменшення рівня відбитої хвилі на випробувальних майданчиках завдяки її розсіюванню на клиновидних перешкодах Один з варіантів по-казан на рис 67 Допоміжна передає і випробувана антени встановлюються на двох поруч стоять металевих спорудах Відбита хвиля двічі розсіюється на клиновидних перешкодах, і амплітуда її в місці установки випробуваної антени істотно зменшується

Нерівномірність висотного розподілу поля в місці установки випробуваної антени може бути визначена за допомогою підключеного до приймача півхвильового вібратора із змінною висотою установки як різниця між максимальним і мінімальним значеннями поля, виміряними вище і нижче геометричного центру випробуваної антени Якщо нерівномірність не перевищує 1 .. 1,5 дБ, то вимірювання коефіцієнта посилення може бути вироблено таким чином

1 Зібрати схему рис 68, а, для чого закріпити на трубостойки допоміжну передавальну антену А1 відповідного каналу або діапазону і підключити її до генератора сигналів Г, встановити на підйомно-поворотному пристрої випробувану антену А2, підключити її до приймача П зі стрілочним індикатором Як генератор сигналів може бути використаний будь-який генератор промислового виробництва відповідного діапазону частот

2 Провести орієнтування антен А1 і А2 таким чином, щоб максимуми їх діаграм спрямованості були спрямовані один на одного

3 Повернути антену А2 на кут 20 .. 30 ° вліво і вправо від вихідного положення, уточнити напрям максимуму діаграми, записати рівень сигналу Ui

4 Зібрати схему рис 68, б, для чого замінити антену А2 еталонної антеною ЕА, встановивши її в місці, відповідному геометричного центру антени А2

5 Повернути антену ЕА так, щоб максимум її діаграми був направлений на антену А1, записати рівень сигналу 1Т2

6 Визначити коефіцієнт посилення по напрузі («по полю»):

а) при використанні в якості еталонної антени напівхвильового вібратора

Ku=U1/U2

б) при використанні в якості еталонної антени спрямованої антени з коефіцієнтом посилення Ке щодо напівхвильового вібратора

7 Коефіцієнт посилення, дБ,

К = 20 lg Кі

Рекомендовані розміри півхвильових петльових вібраторів, що використовуються в якості еталонних антен, наведено на рис 26-29, кабель зниження підключається через полуволновой U-коліно відповідно до рис 32, а Марка і довжина кабелів зниження випробуваної і еталонної антен повинні бути однаковими

Коли нерівномірність висотного розподілу поля в місці установки випробуваної антени перевищує 1 .. 1,5 дБ, слід застосовувати метод усереднення поля по висоті, Цей метод вимагає плавної зміни висоти установки випробуваної і еталонної антен в процесі вимірювань, у звязку з чим ускладнюється конструкція приймального обладнання Для зміни висоти установки антен може бути застосована телескопічна (Розсувні) щогла Після установки і підключення випробуваної та допоміжної передавальної антен проводиться їх взаємне орієнтування, а потім, піднімаючи і опускаючи випробувану антену щодо її середнього положення, записують сусідні по висоті максимальне і мінімальне значення сигналу Ui макс і Ui хв і визначають його середнє значення

Ui ср-(Ui макс + Ui хв) / 2

Далі замінюють випробувану антену еталонної, встановлюють її в точку * відповідну геометричного центру випробуваної антени, після чого, піднімаючи і опускаючи еталонну антену, записують сусідні по висоті максимальне ії мінімальне значення сигналів U2 макс і U2 хв і визначають його середнє значення

U2 СР = (U2 макс + U2 хв) / 2Коеффіціент посилення по напрузі («по полю») визначається за тими ж формулами, що і раніше, із заміною Ui на Ui Зр і U2 на U2 СР Відзначимо, що чим більше нерівномірність висотного розподілу поля, тим більше помилка & визначенні коефіцієнта посилення

Джерело: Капчинский JI М, Конструювання і виготовлення телевізійних антен – 2-е вид, Стереотип – М: Радіо і звязок, 1995 – 00 с: Ил – (Масова радіобібліотека Вип 1216)