S11 vs. S21 bei Antennenmessungen

[Jo T. (j_thalbach)]

Hi,

bei Antennenmessungen wird oft S11 statt S21 eingesetzt obwohl S21 die 
Übertragungsfunktion darstellt. Ist es so dass S11 leichter zu messen 
ist?

Jo

[Marek N. (Gast)]

Hi,

S11 ist ja die Anpassung.
Der Port "2" ist bei einer Antenne wenig greifbar.

/M

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

S21 würde halt eine ideale, lineare Antenne in einem Absorberraum 
brauchen, damit die empfangende Antenne nicht die Kurve beeinflusst und 
die Empfangsantenne auch nichts anderes außer die zu messende Antenne 
empfängt.

Bei S11 kann man halt sagen, dass alles, was nicht reflektiert wird, 
abgestrahlt werden muss.

[MarcOni (Gast)]

Sebastian R. schrieb:
> Bei S11 kann man halt sagen, dass alles, was nicht reflektiert wird,
> abgestrahlt werden muss.

z.B. in Form von Verlustwärme.....

[Bernd (Gast)]

Genau. Für S21 fehlt der Antenne der zweite Anschluss.
Dann entweder - wie schon geschrieben - mit einer bekannten Antenne 
gegenmessen oder zwei identische Antennen verwenden und die Verluste 
mutig auf beide aufteilen.

Das ganze im Absorberraum oder im Freifeld, welches dazu ungestört sein 
sollte (Südpol? Wüste?).

[MarcOni (Gast)]

Bernd schrieb:

> Das ganze im Absorberraum oder im Freifeld, welches dazu ungestört sein
> sollte (Südpol? Wüste?).

..oder Weltraum...

[GHz-Nerd (Gast)]

Dafür wird bei Antennen z.T der sogenannte Antenna Factor angegeben.
Dieser ergibt sich aus dem Verhältnis der Spannung, die am Port der 
Antenne gemessen wird gegenüber der elektrischen Feldstärke der 
einfallenden (ebenen) elektromagnetischen Welle.
Die Einheit ist definiert als AF = E[V/m]/Uout[V] = 1/m.

Diese Einheit hat den Vorteil, dass thermische Verluste automatisch 
mitberücksichtigt sind, und anhand des (meist ebenso angegebenen) Gain 
der Antenne somit auch ihr "Wirkungsgrad" ermittelt werden kann.

[Herby (Gast)]

GHz-Nerd schrieb:
> Diese Einheit hat den Vorteil, dass thermische Verluste automatisch
> mitberücksichtigt sind, und anhand des (meist ebenso angegebenen) Gain
> der Antenne somit auch ihr "Wirkungsgrad" ermittelt werden kann.

Eher nicht.
Der Gewinn einer Antenne ist räumlich in Azimuth und Elevation 
unterschiedlich. Man müsste dazu die Feldstärke kugelförmig um die 
Antenne aufnehmen und die Strahlungsleistungen ingetrieren.

[Volker M. (Gast)]

Ihr habt beide Recht.

Der Gewinn (Gain) bezieht sich auf die von der Antenne aufgenommene 
Leistung und damit ist der Antennenwirkungsgrad bereits berücksichtigt. 
Das ist gerade der Unterschied zur Direktivität, welche sich auf die 
insgesamt abgestrahlte Leistung bezieht.

Aber es ist natürlich auch richtig, daß man aus Gewinn oder Feldstärke 
in einer Richtung noch keinerlei Aussage über die Verluste in der 
Antenne treffen kann.

Bei Antennensimulationen kann man, wie richtig angemerkt, die 
Abstrahlung über alle Raumrichtungen integrieren und dann hat man die 
insgesamt abgestrahlte Leistung. Da man auch die von der Antenne 
aufgenommene Leistung kennt kann man daraus den Antennenwirkungsgrad 
berechnen. Bei der Messung geht es im Prinzip natürlich auch, ist nur 
enormer Aufwand.

Gerade bei elektrisch kleinen Antennen sind die Verluste nicht 
vernachlässigbar.

Aus einer Messung der Antennenanpassung S11 irgendwelche Schlüsse über 
Abstrahlung/Gewinn/Wirkungsgrad zu ziehen ist kaum möglich. Andererseits 
sind S21 Transmissionsmessungen einer Übertragungsstrecke mit 
Referenzantenne sehr aufwändig und mit Mitteln des Funkamateurs 
schwierig umsetzbar.

Strahlende Grüße
Volker