Покупая недавно антенну для радиостанции, я обратил внимание, что у многих из них указанно усиление. Например для небольшой антеннки на автомобиль, на частоту 145 мГц (любительский диапазон), указанно усиление 6 дБ. Что это означает? И как может усиливать антенна без усилителя? А может производители вводят нас в заблуждение?
Ответы на эти вопросы я стал искать в радиолюбительской литературе. В интернете. А так же в самой главной книге любого радиолюбителя, "Антенны", Карла Ротхаммеля.
Усиление антенны я понял, на примере лампочки от карманного фонарика. Вот зажжёшь ты ее в темной комнате и свет распространяется равномерно во всех направлениях. В комнате делается чуть светлее и свет лампочки виден со всех сторон. Но если мы захотим ярко осветить какой то участок, то варианта у нас два. Либо использовать лампочку помощней, либо разместить рядом с лампочкой отражатель (как у карманного фонарика). Тогда свет от лампочки пойдет в одну сторону и станет ярче. Этот предмет станет хорошо видно, но все остальная комната при этом погрузится во тьму.
То же самое происходит и с усилением антенны. Изначально антенна излучает равномерно. И услышать передачу можно со всех сторон. Даже сверху. Если же мы делаем антенну направленной, то мы переотражаем волны, и направляем их в определённую сторону. Теперь нас могут услышать на большем расстоянии, но вот только с той стороны, куда направленна антенна. Все что сказано относительно передачи, справедливо и на прием.
С усилением стало понятно. А что же означают эти цифры в дБ? Как понимать, когда написано, что усиление антенны 10 дБ, а у другой 20 дБ. Какая лучше? И с этим удалось разобраться, прочитав книгу Ротхаммеля. Оказывается усиление антенн измеряется в сравнении и рассчитывается по формуле:
G(усиление в дБ) = 10lg(Pe/Pk)
Что это значит? Смотрите тут все просто, если даже я понял. Допустим вы купили антенну, и мощность снятая с нее равна 0,001 Вт, это будет Pe. теперь представляем, что у нас есть антенна полуволновый вибратор. И при тех же условиях (тот же сигнал, то же положение в пространстве), мощность снятая с нее Pk, равна 0,00001 Вт. То есть Pe/Pk =100.
Наша антенна принимает в сто раз лучше полуволнового вибратора по мощности (0,001/0,00001=100). Тогда 10lg100 = 20.
Получается если антенна принимает лучше в сто раз по мощности чем полуволновый вибратор, то усиление равно 20 дБ. А если лучше только в десять раз? Тогда 10lg10 = 10. Тогда 10дБ Вот это поворот. А если 30 дБ? Тогда что ли в тысячу раз? Да, именно так. Единицей измерения этого отношения является Белл, в нашем случае с приставкой деци (одна десятая).
Но выигрывая в усилении, мы проигрываем в направленности. А если усиление антенны отрицательное? Может такое быть? Такое часто встречается, многие производители широкополосных антенн указывают отрицательное усиление. Ну это значит, что она принимает хуже чем полуволновый вибратор. Однако указывать усиление антенны отрицательным не верно. Так как антенна, которая принимает хуже полуволнового вибратора должна иметь коэффициент усиления меньше единицы.
Вот теперь стало понятно. Теперь буду знать.