Hallo Zusammen,
im Rahmen meines Studiums habe ich die Aufgabe verschiedene Antennen
auszumessen.
Nach der Reflexionsmessung mit dem NWA, möchte ich eine Aussage über den
Gewinn der Antennen treffen.
Als Hilfsmittel stehen mir professionelle Geräte wie EMV-Kammer,
Signal-Generator und Test Receiver zur Verfügung.
Leider habe ich keine Erfahrung in der HF-Technik und bräuchte mal ein
paar Tipps zur Vorgehensweise.
Wie sieht üblicherweise eine Messaufbau aus, mit dem man Antennen
vergleichen kann?
Vielen Dank,
mfg Peter
peter schrieb:> Wie sieht üblicherweise eine Messaufbau aus, mit dem man Antennen> vergleichen kann?
Suchst Du mal bei Google nach "Antennenmessplatz". Da bekommst Du sicher
ein paar Eindrücke.
Hallo Peter,
der Gewinn einer Antenne ist relativ.
D.h. es muss sich auf eine Referenz stützen.
Normal ist es ein sogenannter Isotroper Strahler.
Google mal nach Isotroper Strahler.
.....
O.K. dann wissen wir jetzt, das es den eigentlich gar nicht gibt.
Aber du wirst eine Antenne als Referenz nehmen können, deren Gewinn
bekannt ist. Und somit kannst du es mit deiner Antenne vergleichen.
Achte beim Versuchsaufbau auf die richte Höhe über dem Boden.
Richtige polarisation z.B. bei einer Yagi Antenne.
Also mit dem Frequenzgenerator und einer geeigneten Antenne senden. Bei
beiden Antennen am Testempfänger abwechselnd die -dBm Zahl ermitteln.
Nun nur noch etwas rechnen.
Sorry meine Anleitung ist eher etwas oberflächlich.
Ich weiß aber nicht bei welcher Frequenz deine Antenne arbeitet.
Gruß Sascha
Hallo,
schon mal vielen Dank für eure Antworten! :)
Wie sich der Gewinn einer Antenne berechnet ist mir bewusst. Nur weiß
ich nicht wie das in der Praxis funktioniert, da es diesen Kugelstrahler
so ja nicht gibt ...
@Sascha
Bei den Antennen handelt es sich um Wlan bzw. Bluetooth-Antennen, also
für Frequenzen um die 2,4 GHz.
Meinst du, dass man die empfangenen Leistungen der Vergleichsantenne und
des Prüflings in die Formel für den Gewinn einsetzen kann? Dann noch die
Dämpfung der Kabel berücksichtigen und fertig?
Viele Grüße,
Peter
Hallo Peter,
kurz gesagt eigentlich schon.
Ich habe vor kurzem mich auch mit 2,4GHz Antennen und 868MHz Antennen
auseinander setzen müssen. Bei 2.4GHz musst du höllisch auf die
entsprechende Ausrichtung also Polarisation achten. Besonders die
Chip-Antennen sind da ein greul.
Die Chip-Antennen sind meist Spiralen die sehr leicht Kapazitiv
verstimmt werden können. Also Basismaterial, sowie Abstand von der
Massefläche exakt nach Herstellerangaben einhalten.
Dann brauchen manche noch eine Anpassung, also matching network.
Mein Problem war z.B. das Kunstoffgehäuse, es verstimmte die Antenne
Kapazitiv, so ging der Gewinn beim Empfangen um 3dB nach unten.
Was hast du denn für eine Mathematische Formel?
Um solche Messungen durchzuführen nehme ich meinen Trackinggenerator und
meinen Spectrumanalyzer, dann sehe ich auch gleich wie die Antenne sich
in der Frequenz macht.
Gruß Sascha
Mit der S11-Messung schonmal nicht. Die kann man vllt. missbrauchen, um
gegen eine reflektierende Fläche so in etwa die Richtcharakteristik zu
erraten.
Gleiche Polarisation wurde ja schon gesagt. Zzgl. zu beachten ist, dass
sich die Antennen über den gesamten Frequenzbereich im Maximum sehen
(selbst bei "scharfen" Richtstrahlern fängt die Hauptstrahlungsrichtung
irgendwann an zu schielen). Das ist bei Patchstrahlern oder
irgendwelchen Loops auf Platine tatsächlich schonmal erhöhter
Schwierigkeitsgrad :)
Wenn es keine absolut bekannte Referenzantenne gibt:
"3-Antennen-Methode", ansonsten "2-Antennen-Methode".
Sascha schrieb:> D.h. es muss sich auf eine Referenz stützen.> Normal ist es ein sogenannter Isotroper Strahler.
Wohl kaum.
Der Isotrope Strahler ist ein hypothetisches Gebilde, das man wohl kaum
auf einem Messplatz als Referenz finden wird. Für eine Vergleichsmessung
wird man also z.B. auf einen HW-Dipol oder eine kalibrierte andere
Antenne zurückgreifen müssen.
Ob man den ermittelten Gewinn dann auf dBi umrechnet, ist eine andere
Sache.
Werner schrieb:> Sascha schrieb:>> D.h. es muss sich auf eine Referenz stützen.>> Normal ist es ein sogenannter Isotroper Strahler.>> Wohl kaum.
Falsch ist es nicht. Der Gewinn bezieht sich immer auf einen Vergleich
mit einem isotropen Strahler - deswegen ja dBi.
Wie der Gewinn in dBi nun ermittelt wurde und welchen Gewinn die
Referenz hatte ist dabei entbehrlich.
Vielen Dank für eure Antworten!
Eine Referenzantenne steht zur Verfügung und deshalb werde ich mich bei
der Vermessung auf die 2-Antennen-Methode stützen.
Viele Grüße,
Peter
Hallo,
ich habe die verschiedenen Antennen nun vermessen aber ich habe noch
Probleme bei der Interpretation der Ergebnisse.
Der Messaufbau sah folgendermaßen aus:
Sender |< - - - - - - >| Reverenz Antenne
(Horn) |-->| Prüfling
Ich habe mit -20dBm gesendet und abwechselnd die empfangene Leistung mit
der Reverenz Antenne und dem Prüfling gemessen.
Da ich den Gewinn der Referenz Antenne kenne (0,5 dBi bei 2,4Ghz), habe
ich folgende Formel aus dem Buch Hochfrequenzmesstechnik (Seite 247)
benutzt:
Gewinn = Gewinn_ref*(Pe_prüf/Pe_ref)
bzw in Dezibel:
Gewinn/dBi = Gewinn_ref/dBi + Pe_prüf/dBi - Pe_ref/dBi
Was mich nun verwirrt ist, dass bei der Berechnung der Gewinne 4 von 5
Antennen einen negativen Gewinn haben?!
Wie ist das zu erklären, da die Antennen doch eigentlich eine deutliche
Richtwirkung haben sollten?
Hoffe ihr könnt mir nochmals helfen! :)
Vielen Dank,
peter
peter schrieb:> Hat keiner eine Erklärung hierfür?
- Richtige Polarisation beachtet?
- Für beide Antennenmessungen das gleiche Kabel verwendet?
- wie sah das Antennenumfeld aus? Messgerät oder andere (vor allem
metallische) Gegenstände nicht direkt neben die Antennen packen!
- Antennenumfeld bzw. besser komplette Messumgebung möglichst mit
HF-Absorbern auskleiden, um Reflexionen bestmöglich zu unterdrücken.
Reflexionen bringen dir an manchen Stellen Auslöschungen, an anderen
konstruktive Überlagerungen.
- Wie groß war der Abstand zwischen Sende- und Empfangsantenne bzw. die
jeweiligen Höhen? Wenn du keine Absorber hast, würde ich unter 1 Meter
Abstand bleiben und die Antennen je auf etwa 1,5 Meter Höhe hängen (an
einem Ständer, nicht auf einem Tisch oder Regal liegend vermessen), so
sollte der Einfluss von Reflexionen eher gering gehalten werden.
- Abstand aber auch nicht zu gering wählen, damit du nicht im Nahfeld
misst.
Um was für eine Antenne geht es überhaupt? Selbstbau, fertig gekaufte
Antenne oder so eine kleine SMD-Keramikantenne? Gerade bei letzterem
hängt es stark vom Messaufbau ab, wieviel die Antenne wohin abstrahlt.
Hallo Antal,
also stimmt die Vorgehensweise/Berechnung soweit und die Reflexionen
machen die Messergebnisse kaputt?
Ich weiß, dass die Messkammer nicht für Frequenzen über 1 Ghz gemacht
ist und dadurch keine optimalen Ergebnisse erwartet werden können. Die
Messkammer ist an der Rückseite mit Absorber bestückt und ansonsten mit
Ferritkacheln.
Die anderen von dir genannten Punkte wurden so gut wie möglich beachtet!
Bei den Antennen handelt es sich um eine Bi-Quad und zwei PCB Antennen.
Viele Grüße,
peter
