SK4WV
Västerdalarnas Amatörradioklubb VARK

dB?
Antennförstärkning
av SM4EFE


Ur klubbtidningen VARK 93

Den här artikeln ska inte handla om hur man får mekaniskt starkare antenner, utan om hur tillverkarna manipulerar med dB-siffrorna för att lura oss konsumenter. Dessutom finns också en del tips och råd.

dB?

Det finns två vedertagna enheter för antenngain.

dBi anger förstärkningen i förhållande till en teoretisk antenn (isotrop) som inte finns i praktiken. Denna antenn strålar lika i alla riktningar.

dBd anger förstärkningen i förhållande till en vanlig halvvågsdipol.

Skillnaden mellan dBi och dBd är 2.15 dB i fritt utrymme. Om en antenn t ex har 6 dBi gain, har den samtidigt 3.85 dBd gain. Vid påverkan från t ex mark, vilket gäller kortvågsantenner, blir skillnaden större.

Vilseledande

Många gånger ser man i kataloger att tillverkarna anger förstärkningen i dB. Men vad för dB? I förhållande till vad? Det är ett väldigt enkelt sätt att lura oss. Om man inte anger någon referens, har man heller inget ansvar för siffran som står före.

Om en antenn uppges ha t ex 7 dB gain, kan man påstå att den uppmätts mot en referensantenn som håller -5 dBd. Det ligger inget felaktigt i det, men summan av det hela blir att antennen har en verklig gain av 2 dBd.

Det sorgliga är att ovanstående exempel är hämtat från en antenn som är mycket vanlig för 2 m bandet. Det är en rundstrålande vertikalantenn som heter Cushcraft ARX-2B.

Mätningar

Jag har gjort utförliga mätningar på denna typ av antenn vid två olika tillfällen. Mätningarna har gått till så att en referensantenn med känd förstärkning har satts upp på samma höjd och sedan har skillnaden mätts upp på flera tiotals platser i olika riktningar. Avstånden har varierat mellan några hundra meter, till några kilometer. Medelvärdet av skillnaderna har sedan räknats ut. Resultatet har vid båda tillfällena endast avvikit några tiondels dB från 2 dBd gain.

En annan antenn som kontrollerats på samma sätt är Diamond X-500. Tillverkarens katalog uppger 8.3 dB(?) gain för 2 m bandet. Uppmätt gain är ca 5.5 dBd.

Jag har i min ägo en logperiodisk antenn, CREATE CLP 5130-1, för 50-1300 MHz. Tillverkaren uppger 10-12 dBi gain. Jag har gjort mätningar på mätsträcka med kontrollerade reflexer och kommit fram till ca 2 dBd (ca 4dBi) gain på 2 m bandet.

Teoretisk gain

Cushcraft-antennen består i stort sett av 2 st halvvågsantenner i fas (2 el collinear). Teoretiskt skall en sådan antenn enligt litteraturen hålla 1.9 dBd gain.

Diamond-antennen vet jag tyvärr inte hur den är konstruerad inuti glasfiberröret, men en collinear antenn av samma längd (5 m) bör teoretiskt hålla 5 - 5.5 dBd.

Logperiod-antennen är av gängse konstruktion, dock med extremt stort frekvensområde. En till viss del liknande antenn, fast med betydligt mindre frekvensområde, finns i proffsantennkatalogen från Finska Aerial Oy. Där uppges gain till 4 - 5 dBi (2 - 3 dBd). Detta värde torde ligga i nivå med vad som teoretiskt går att få ut.

Riktantenner

När det gäller Yagi-antenner, har tillverkarna under senare år tvingats komma ner på jorden med sina förstärkningssiffror. Alla mätningar som utförts, har gjort att den tillverkare som inte har vettiga siffror att presentera, inte räknas som seriös. Men fortfarande ligger de flesta 1 - 2 dB för högt.

Quad-antenner finns inte på marknaden, därför går ryktet om dess förträfflighet i vågor. lbland hör man fantasisiffror på gain och ibland är det helt tyst om antenntypen. Mätningar har visat att Quad-antennen inte ger mera gain än en Yagi, för samma bomlängd. Samma gäller Quagi-antennen, en hybrid av dessa båda.

Kortvåg

Kortvågsriktantenner marknadsförs ofta med väldigt höga gain-siffror. Då är det ibland fråga om dBi-värden, utan att detta anges. Kortvågsantenner påverkas i hög grad av marken och ger därför höga dBi-värden. Men det man vanligtvis vill veta, är hur mycket förstärkning man får jämfört med t ex en dipol på samma höjd och då säger dessa siffror inte mycket.

På kortvåg är antennhöjden kanske viktigare parameter än förstärkningen. För att bli en bra DX-antenn, måste antennen upp till 20 - 25 m höjd över omgivande terräng, om strålningsvinkeln ska bli så låg, att DX-stationer kommer in med största möjliga styrka. Även riktverkan har stor betydelse för att sila bort oönskade stationer.

Slutsats

Lita inte på tillverkarnas data när det gäller gain för amatörantenner. Kommersiella antenner har däremot oftast korrekta värden. Titta på konstruktionen och bedöm därefter vad som är teoretiskt möjligt.


Tips och råd

Vertikalantenner

Strålarens totala längd är den parameter som bestämmer förstärkningen, under förutsättning att antennen är korrekt konstruerad. När det gäller stackade dipoler, räknas även avstånden mellan dipolerna in i måttet. Här följer några värden som vägledning.

• 1/4 vågl vertikal över jordplan = 0 dBd
• 5/8 vågl vertikal över jordplan = 3 dBd
• 1 vågl vertikal = 2 dBd
• 2 vågl vertikal = 4 dBd
• 3 vågl vertikal = 6 dBd
• 6 vågl vertikal = 9 dBd

Yagiantenner

Bomlängden är den avgörande parametern för Yagiantenner. Antalet element har en underordnad betydelse. Nedanstående värden är vad som går att få ut, under förutsättning att antennen är väl optimerad.

• 0.5 vågl bom = 6 dBd
• 1 vågl bom = 9 dBd
• 2 vågl bom = 11.5 dBd
• 3 vågl bom = 13 dBd
• 4 vågl bom = 14 dBd

Vid stackning av riktantenner i fritt utrymme (ej kortvåg), kan man få uppemot 3 dB högre förstärkning, för varje fördubbling av antalet antenner. Tänk dock på att lobbredden samtidigt trycks i hop till hälften, i den ledd som antennerna stackas. Detta kan många gånger vara en nackdel, jämfört med de 3 dB man förlorar genom att inte stacka. 3 dB är inte mycket, speciellt på CW/SSB upplevs skillnaden som mycket liten. Vid FM blir skillnaden dubbelt så stor, genom den s k FM-tröskeln.

Mitt råd är - Ändra aldrig din antennpark för 3 dB vinst. Om Du däremot kan fyrdubbla antalet antenner, blir vinsten så pass stor att det kan vara ide.

SM4EFE


Tillbaka