På denne side introducerer vi en anden grundlæggende antenneparameter: antenneforstærkning.
Antenneforstærkning
Tegnet antenneforstærkning beskriver, hvor meget effekt der overføres i den retning, hvor strålingen er størst, i forhold til en isotropisk kilde. Antenneforstærkning er mere almindeligt angivet end retningsbestemthed i en antennes specifikationsblad, fordi den tager hensyn til de faktiske tab, der forekommer.
En sendeantenne med en forstærkning på 3 dB betyder, at den modtagne effekt langt fra antennen vil være 3 dB højere (dobbelt så meget) end den, der ville blive modtaget fra en tabsfri isotropisk antenne med samme indgangseffekt. Bemærk, at en tabsfri antenne ville være en antenne med en antennevirkningsgrad på 0 dB (eller 100 %). På samme måde vil en modtageantenne med en forstærkning på 3 dB i en bestemt retning modtage 3 dB mere effekt end en tabsfri isotropisk antenne.
Antennens forstærkning diskuteres undertiden som en funktion af vinklen. I dette tilfælde tegner vi i det væsentlige strålingsmønsteret, hvor enhederne (eller størrelsen af mønsteret) måles i antenneforstærkning. Et eksempel på strålingsmønsteret plottet i form af forstærkning er vist i figur 1:
Figur 1. Eksempel på forstærkningsmønster for en antenne.
Oftest angives der dog et enkelt tal, hvor forstærkningen er den “maksimale forstærkning” i alle retninger. Antenneforstærkning (G) kan relateres til direktivitet (D) og antennevirkningsgrad ved:
 |
|---|
For en rigtig antenne kan forstærkningen være så høj som 40-50 dB for meget store parabolantenner (selv om dette er sjældent). Direktiviteten kan være så lav som 1,76 dB for en rigtig antenne (eksempel: kort dipolantenne), men kan teoretisk set aldrig være mindre end 0 dB. En antennes peakgain kan dog være vilkårligt lav på grund af tab eller lav effektivitet. Elektrisk små antenner (små i forhold til bølgelængden af den frekvens, som antennen arbejder ved) kan være meget ineffektive med en antenneforstærkning på under -10 dB (selv uden at tage højde for tab af impedansmismatch).
Er en antenne med høj forstærkning fordelagtig?
Ofte angiver fabrikanter af antenner (det være sig wifi antenner, gps antenner eller tv-antenner) antenneforstærkningen. F.eks. kan fabrikanter af wifi antenner markedsføre wifi antennen som en “high gain antenne”, som er dyrere end en tilsvarende antenne med lav forstærkning. Spørgsmålet er: Vil vi have høj forstærkning?
Svaret er: Det afhænger af det. Hvis du ved præcis, hvor dit ønskede signal kommer fra, vil du gerne have maksimal forstærkning (mod den ønskede) retning. Hvis du derimod ikke ved, hvor det ønskede signal kommer fra, er det bedre at have en antenne med lav gain. Et par eksempler vil gøre dette klart.
{ Eksempel #1 } – TV-antenner. Hvis du monterer en tv-antenne på dit tag, og du ved, at tv-antennerne ligger mod syd (f.eks. på en bakke syd for byen), er det bedre at have en antenne med høj forstærkning. Antenner med en forstærkning på mindst 12-15 dB er at foretrække.
{ Eksempel #2 } – GPS (Global Positioning System). GPS-antenner til mobile enheder er kun til modtagelse. GPS-antennens opgave er at triangulere din position ved at måle det modtagne signal fra flere GPS-satellitter, som alle befinder sig i forskellige retninger i forhold til modtageantennen. I dette tilfælde vil en meget stærkt retningsbestemt antenne ikke være at foretrække.
{ Eksempel #3 } – Antenner til mobil mobiltelefoni. Mobilantennen på din smartphone kommunikerer med en enkelt mobilnetmast. Mobilantennen kan dog holdes i en hvilken som helst orientering og kan være i en hvilken som helst position i forhold til netværksmasten. Derfor er det for din mobile enhed at foretrække at have en antenne med lav forstærkning.
En note om enheder for antenneforstærkning
Hvis du kigger på specifikationsbladet for en antenne, vil du typisk se enheder for antenneforstærkning angivet i dB, dBi eller dBd. Jeg definerer disse udtryk nedenfor:
dB – decibel, som vi har diskuteret. 10 dB betyder 10 gange mere energi i forhold til en isotropisk antenne i den maksimale strålingsretning.
dBi – “decibel i forhold til en isotropisk antenne”. Dette er det samme som dB, som vi har brugt det. 3 dBi betyder dobbelt (2x) effekt i forhold til en isotropisk antenne i spidsstrålingsretningen.
dBd – “decibel i forhold til en dipolantenne”. Bemærk, at en dipolantenne med halv bølgelængde har en forstærkning på 2,15 dBi. Derfor betyder 7,85 dBd, at spidsforstærkningen er 7,85 dB højere end for en dipolantenne; det er 10 dB højere end for en isotropisk antenne.
Antennegrundlag
Antennevejledning (Home)