Antennenmessung - Strahlungsdiagramm

Naja. Erst traegst du nun mal das S21 in Polarkoordinaten auf. Dann 
rechnest du den isotropen Strahler und traegst den auch ein.

Was sagt mir das wenn ich das in Polarform habe? Was muss ich rechnen?

Die Polarkoordinaten beziehen sich auf den Winkel. Du traegst also S 21 
- Betrag als Funktion des Winkel zwischen den Achsen im 3D Raum auf.

Ok. Und wie rechne ich das ganze auf den isotropen Kugelstrahler um?

Der Isotrope Kugelstrahler, der natuerlich nicht existiert blaest die 
gesammte Leistung isotrop als TEM Welle, dh 377 Ohm durch die 
Kugelflaeche. also die 0dBm durch die Flaeche 4*Pi*radius^2

Gibts da im Netz keine Quelle dazu? Wo das alles erklärt ist?

Wo sind die Antennenexperten? ^^

Zeichne doch mal den gemessenen Strahler, und dann einen Dipol zum 
Vergleich.

Mit den bereits aufgenommenen Meßwerten kannst Du ein Diagramm des 
relativen Gewinns der Antenne über den Azimut erzeugen - das sogenannte 
Richtdiagramm. Zur Bestimmung des absoluten Antennengewinns in dBi 
kannst Du nun das Meßobjekt durch eine Referenzantenne mit bekanntem 
Gewinn ersetzen und durch Vergleichsmessung den Gewinn des Meßobjektes 
bestimmen. Eine solche Referenzantenne ist vielleicht in Deinem Labor 
vorhanden oder kann mit relativ wenig Aufwand selbst gebaut werden. Für 
welchen Frequenzbereich ist Deine Antenne ausgelegt?

Wenn keine Referenzantene zu beschaffen ist, kann man die Messung auch 
durchführen, indem eine zum Meßobjekt identische Antenne auf der 
Gegenseite des Meßaufbaus verwendet wird. Mit Hilfe der Wellenlänge und 
des verwendeten Abstands läßt sich dann der Gewinn einer Antenne 
berechnen, sofern man annimmt, daß beide Antennen gleichviel zum 
Gesamtgewinn der Meßstrecke beitragen. Die zugehörige Formel gilt meiner 
Erinnerung nach aber nur unter Fernfeldbedingungen , d.h. die Meßstrecke 
muß ausreichend lang im Verhältnis zur Wellenlänge und zum Gewinn der 
Antennen sein.

Meßaufbau:

|-->--{Port 2} [NWA] {Port 1}-----> DUT ))) 1m Abstand )))   Ref_Antenne----|
|                                                                           |
|---------------<-------------------------------------<----------------- ----|

Diagramm habe ich erstellt. Da habe ich Werte um die -30 dB (an 
Dämpfung?!).

Referenzantenne mit bekanntem Gewinn ist vorhanden. Frequenz ist 2,4GHz. 
Was muss ich rechnen um auf den absoluten Gewinn zu kommen?

Was sagt mir der relative Gewinn und was der absolute? Kann ich daraus 
für die Praxis relevante Aussagen treffen (außer der offensichtlichen 
Charakteristik)?

Was ist mit Link Budget und Pfadverlust?

Danke für eure Hilfe!

Absoluter Beginner schrieb:
> Was sagt mir der relative Gewinn und was der absolute?

Vielleicht solltest du erstmal ein paar Grundlagen legen, bevor du dich 
für quantitative Messungen im Labor rumtreibst.

Und guck dir bei der Gelegenheit mal die in Zusammenhang mit 
Gewinnangaben in der HF-Technik meist verwendete Einheit Bell an - und 
dann fragst du weiter.

Junge lies deine Praktikumsanleitung durch, dann klappt das auch.

Welche Praktikumsanleitung?

Muss ich nicht einfach den Antennenfaktor der Empfangsantenne 
dazuaddieren?

Wollte das nochmal hoch holen, da ich immer noch kein Lösung gefunden 
habe.

Ich habe eine Antenne A die ich vermessen will. Eine Antenne B, bei der 
mir alle Werte bekannt sind:

Dämpfung in dB
Isotropgewinn in dBi
Gewinn über Dipol in dBd
Antennenwandlungsmaß in dBm

Bei der Messung bekomme ich irgendeinen niedrigen dB Wert raus, 
beispielsweise -20dB. Wie komme ich damit auf meinen absoluten Gewinn 
für Antenne A in dBi?

Messbau siehe oben:

|-->--{Port 2} [NWA] {Port 1}-----> DUT ))) 1m Abstand )))   Ref_Antenne----|
|                                                                           |
|---------------<-------------------------------------<----------------- ---|

Danke.

Ich empfehle dir dich in einige Lektüren einzulesen.

Antennenbuch Rothammel, Bücher von Janzen etc.....

Dir wird hier keiner genau verraten wie du deine Arbeit zu verrichten 
hast. Wer Wissen hat, hat Macht und will auch dafür bezahlt werden.

Habe ich gelesen, da stehen aber solche praxisbezogenen Dinge nicht 
drin.

Ein Strahlungsdiagramm von Hand einer Antenne zu erstellen, da hast du 
dir ganz schön was vorgenommen.

Die Leute die hier versucht haben zu erklären was du machen solltest, 
scheinen mir selbst nie so etwas erstellt zu haben.

Ich habe teure 3D Simulationsprogramme in Instituten gesehen, die schon 
mal 24h benötigen um die Eigenschaften einer Antenne ausrechnen zu 
können.

Von daher finde ich schon krass, dass du soetwas selbst berechnen 
möchtest. Wo arbeitest du? Bist du Praktikant? Hast du keinen Betreuer 
der dir einige Stützen geben kann ?

Du brauchst doch die ganzen Begriffe von vorhin nicht.

Du brauchst einen für HF-Messungen geeigneten Raum, keinen Bastelkeller.
Dann speist du in Antenne B eine HF Leistung mit einer bekannten 
Frequenz ein.
Dann noch die Freiraumdämpfung berücksichtigen, welche du dir ausrechnen 
kannst, da du ja die genannten Bücher kennst.
Dann wird die Empfangsleistung gemessen.
Aus dem bekannten Antennengewinn der Sendeantenne, der Freiraumdämpfung 
und dem Empfangspegel erhältst du den Antennengewinn der unbekannten 
Antenne.
Jetzt kannst du auch ein Azimut oder Elevationsdiagramm durch räumliche 
Drehung der Antenne aufnehen.
Gilt alles fürs Fernfeld, also besser mehr als 1m Abstand.

Ist doch alles nicht so kompliziert, oder ?

Dies steht aber alles als kostenlose Information in der Google 
Suchmaschine.

Das Problem wird sein, dass die benötigten Voraussetzungen im Labor 
fehlen und der Betreuer selbst keine Ahnung hat.

Wie es hewlet schon beschrieben hat, kommen noch einige Punkte dazu, 
damit du soetwas hinbekommst. Auf praktischem oder rein theoretischem 
Weg.

Ich bin hier in einem Unternehmen und der einzige der sich damit 
beschäftigt. Eine Messkabine (in München beispielsweise) kann ich 
mieten, muss aber schon vorher wissen was ich mache, weil Zeit ja Geld 
ist. Deswegen muss ich schon vorher genau wissen wie ich was messe und 
berechne. Ja die meisten wissen das nicht weil sie es noch nicht gemacht 
haben. Deswegen frage ich hier. Danke für eure Hilfe!

Das Fernfeld ist doch frequenzabhängig? Ist 1m Abstand bei 2,4, 3 oder 4 
GHz nicht ausreichend? Da müsste doch reine Wirkleistung vorliegen oder?

Kann ich die Freiraumdämpfung innerhalb einer Messkabine ignorieren, da 
ja keine Reflektionen oder dergleichen auftreten?

Der weiss was schrieb:
> Von daher finde ich schon krass, dass du soetwas selbst berechnen
> möchtest. Wo arbeitest du? Bist du Praktikant? Hast du keinen Betreuer
> der dir einige Stützen geben kann ?


Er möchte messen, nicht rechnen.

Ich denke dass ich messen und rechnen muss. :)

Habe hier was gefunden (Seite 246): 
http://books.google.de/books?id=o6CY8hrE0V0C&printsec=frontcover&dq=Hochfrequenzmesstechnik:+Verfahren+und+Messsysteme&hl=de&sa=X&ei=5JPMUMPsPISPswaZuoEY&ved=0CEEQ6AEwAA

Die Freiraumdämpfung ist ja das wichtigste was du wissen musst.
BITTE, google dich doch mal durch !!

Ich komme auf eine Freiraumdämpfung von 1,7 * 10^-17 db

Das werde ich doch wohl vernachlässigen können oder?

Warum machst du nicht das, was man dir sagt ?
GOOGELN !!
Freiraumdämpfung bei 2,4 GHz und 1m Abstand: 40 dB

http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Freiraumdaempfung-free-space-attenuation.html

Wie komm ich denn auf den Wert? Richtig mit googeln: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Freiraumd%C3%A4mpfung

Da würde ich aber nochmal gut nachrechnen....

Ja, gut rechnen ist sehr wichtig.
Gut denken aber auch.
Die 160dB in Wikipedia sind für 1000km und 2,4 GHz
Für 1m sind 20log 1 Million (1000.1000)=120 dB abzuziehen.
Schon erhält man 40 dB Freiraumdämpfung.

Ok. 40dB passt.

Beispielrechnung:

Messwert: -30db
FRD: 40 dB
Antennengewinn Bezugsantenne: 10 dB

-30 dB + 40 dB -10 dB = 0dB Gewinn für die Antenne, die ich untersuche?!

Was ist "Messwert" -30dB?
Dieser Wert ist in dBm anzugeben und ist dann die Empfangsleistung.
Oder ist dies bereits die Differenz der Sendeleistung zur 
Empfangsleistung, mit oder ohne Antennengewinne ?

Zur richtigen Berechnung braucht man die Sendeleistung, die 
Empfangsleistung und den Antennengewinn der Sende- oder Empfangsantenne 
bei 2,4 GHz.

Beispiel;
Sendeleistung 0 dBm
Sende-Antennengewinn: 10dB
Freiraumdämpfung: 40 dB
Empfangsleistung: -30dBm

Pegelbilanz: 0 dBm + 10 dB Ant.Gewinn - 40dB Freiraumdämpfung =
-30 dBm Empfangsleistung.

Hätte man eine Empfangsantenne mit 10dB Gewinn würde man auch 10 dB mehr 
Leistung empfangen, also statt -30dBm dann -20 dBm.

Hätte man eine Empfangsantenne mit 0 dB Gewinn bleibt es bei -30dBm

Eigentlich ganz einfach. Dies aber fehlerfrei zu messen ist das Problem

Also bei eurem ganzen Herumraten bezüglich Antennengewinn lest doch 
bitte nochmal den Thementitel. Es geht ums Richtdiagramm, gell.

Messobjekt im Azimut und Elevation drehen, punktweise den Gewinn messen 
und schon hat man das Diagramm, gell !

Welches Raster ist für die Messung des Richtdiagramms ratsam?

Wenn ich in bei der Messung die Speiseleitung mit einbeziehe, bei der es 
aufgrund von Fehlanpassungen zu einer Leistungsreflektion am 
Antennenfußpunkt kommt, übertrage ich doch weniger Leistung oder? Bei 
der Messung also weniger Gewinn? Also jegliche Dämpfung, warum auch 
immer hat hier Einfluss auf den Gewinn?!

richtig, darum immer auf gute Anpassung und kurze Zuleitungen achten.

Welches Raster? So ne daemliche Frage. Mach mal. Beginn mal mit 5Grad 
Schritten. Wenn sich die Werte zwischen den Punkten zu stark aendern, 
solltest du feiner werden. Wenn  nichts geschieht, kann man groessere 
Schritte machen.

Die Antenne muss natuerlich optimal gekoppelt sein. Da man so ein 
diagramm bei einer Festen Frequenz macht, sollte das ja moeglich sein. 
Einfach so abstimmen, dass nichts zurueckkommt.

@Rumpel & Stilz: Den ersten Teil hättest du dir auch schenken können. 
Einfach mal Maul halten.