3. MERENJE KARAKTERISTIKA ANTENA
U procesu projektovanja i proizvodnje antena veoma važnu ulogu imaju postupci
merenja karakteristika antena. Merenje karakteristika antene je integralni deo procesa
projektovanja antene gde rezultati merenja realizovanog prototipa predstavljaju vitalne
informacija za verifikaciju uspešnosti procesa projektovanja antene. Veoma je čest slučaj da
ovi rezultati nameću iterativni proces ponovnog povratka na pojedine faze u projektovanju da
bi se dobio prototip koji će zadovoljiti zahtevane karakteristike. Takođe u procesima
proizvodnje antena koje će se distribuirati krajnjim korisnicima, merenje karakteristika antena
ima za cilj proveru da li konkretni proizvod zadovoljava specifikacije koje je izneo korisnik.
Postoji veći broj parametara antena koji se može izmeriti, ali se za najveći broj
primena antena najčešće traži, pre svega, merenje pojačanja i dijagrama zračenja antene, a
zatim i ulazna impedansa, frekvencijski opseg i temperatura šuma antene.
3.1 Merenje pojačanja antene
Najčešče tehnike koje se koriste u merenju pojačanja antene su: tehnika zasnovana na
poređenju sa referentnom antenom (supstituciona metoda), metoda dve antene i metoda tri
antene. Postoji još jedna tehnika koja nudi rezultate veoma visoke tačnosti i koja nosi naziv
ektrapolaciona metoda merenja pojačanja antene. Ova tehnika unosi određene korekcije u
merenim rezultatima koje sa ciljem da se isprave grešeke prouzrokovane raznim neželjenim
uticajima na prostiranje EM talasa od antene izvora zračenja do prijemne antene. Ova tehnika
je, međutim, suviše kompleksna da bi bila izložena u okviru ovog kursa.
Uticaj reflektovanog talasa od tla ili od okolnih objekata, izvori interferirajućeg
zračenja iz okruženja, nagle promene atmosferskih uslova mogu u velikoj meri da utiču na
smanjenje tačnosti rezultata merenja. U cilju eliminacije ovih neželjenih uticaja merenja se
mogu vršiti ili u spoljašnoj sredini na specijalno izabranom i pripremljenom brisanom
prostoru (
outdoor test range
) ili u specijalnim anehoičnim sobama o čemu če više biti reči u
poglavlju koje se odnosi na merenja dijagrama zračenja antene.
3.1.1 Tehnika merenja pojačanja zasnovana na poređenju sa referentnom
antenom (supstituciona metoda)
Ova tehnika merenja se odvija u dve faze. U prvoj fazi pri konstantnoj snazi napajanja
emisione antene na određenom rastojanju u uslovima anehoične sobe ili spoljnjeg brisanog
prostora, postavlja se antena čije se pojačanje meri i meri se snaga signala koji se prima tom
antenom
P
r
. U drugoj fazi emisiona antena i njena snaga napajanja ostaju iste ali se sada na
mestu prijema antena kojoj se meri pojačanje zamenjuje referentnom antenom poznatog
pojačanja
G
s
(obično je to neka horn antena standardnog pojačanaja) i sada se meri snaga
signala koja se prima referentnom antenom
P
s
. Postavljanjem dve telekomunikacione
jednačine za svaku fazu merenja gde je snaga emisije i rastojanje između emisione i prijemne
antene u oba slučaja isto, lako se izvodi izraz za određivanje pojačanja nepoznate antene
Ova tehnika ima dobru osobinu da znanje o slabljenju EM talasa na putu od predajne
do prijemne antene nije potrebno.
3.1.2 Metoda dve antene
Kod ove metode koristi se referentna antena poznatog pojačanja
G
s
i snage napajanja
P
s
kao emisiona antena. Na rastojanju
r
u uslovima anehoične sobe ili spoljnjeg brisanog
prostora, kao prijemna antena postavlja se antena čije se pojačanje treba odrediti. Pojačanje
nepoznate antene se određuje merenjem snage signala na izlazu iz prijemne antene
P
r
.
Postavljenjem telekomunikacione jednačine odnosno Frisove formule za razmatarni slučaj
dobija se za snagu signala na izlazu iz prijemne antene
gde je
talasna dužina na kojoj se vrši merenje. Merenjem snage signala na izlazu iz prijemne
antene
P
r
lako se određuje pojačanje antene nepoznatih karakteristika
Ako se ne raspolaže sa referentnom antenom poznatog pojačanja
G
s
onda se mogu
koristiti dve identične test antene jedna kao emisiona a jedna kao prijemna antena. U tom
slučaju pojačanje test antene odnosno pojačanje antene nepoznatih karakteristika se može
odrediti prema jednačini
Ova metoda je najjednostavnija za realizaciju ali zahteva precizno određivanje
slabljenja EM talasa na putu prostiranja od predajne do prijemne antene koje u realnim
uslovima (npr. izvan anehoične sobe) može znatno da odstupa od idealnog slabljenja u
slobodnom prostoru opisanog članom (
/4
r
)
2
.
3.1.2 Metoda tri antene
Kod ove metode koristi se tri antene koje imaju nepoznato pojačanje i čija pojačanja
treba odrediti i koje u opštem slučaju mogu biti konstrukcijski različite. Ova metoda merenja
pojačanja antena ima tri faze. U svakoj fazi se uspostavlja bežični primopredajni sistem sa
jednom od tri moguće kombinacije primopredjanog para ostvarenim sa ove tri antene. Tri
