Коэффициент усиления антенны обычно указывается разработчиком или производителем. Он измеряется в dBi или dBd. Независимо от единиц измерения коэффициента усиления, значение, указанное в техническом описании производителя, указывает ожидаемый коэффициент усиления при заданных условиях.
Указанный коэффициент усиления не означает, что антенна будет обеспечивать одинаковое усиление при всех углах места. Заявленный коэффициент усиления является лишь показателем максимально доступного усиления при определённом угле излучения (далее — TOA), представляющем пиковую точку основного лепестка диаграммы направленности.
При всех других углах места достижимый коэффициент усиления антенны при указанных условиях всегда будет меньше. Чем дальше мы удаляемся от TOA, соответствующего максимальному значению усиления, тем меньше будет доступный коэффициент усиления.
Следовательно, например, если мы хотим добиться достаточно хорошего усиления при TOA 10°, то будет гораздо лучше, если наша антенна достигнет своего максимального заявленного усиления, скажем, при TOA 20°, а не, скажем, при TOA 35°. Пиковое (максимальное) усиление TOA как при 20°, так и при 35° будет полностью определяться эффективной высотой антенны над уровнем земли. Чем выше антенна над уровнем земли, тем ниже будет пиковое TOA первичного лепестка. Другими словами, та же антенна может обеспечить пиковое усиление TOA 20° вместо пикового TOA 35° при развёртывании на большей высоте.
Таким образом, при установке антенны на большей высоте, поскольку пиковый коэффициент усиления TOA ближе к нашему желаемому рабочему требованию TOA 10°, уменьшение усиления при нашем желаемом TOA 10° относительно усиления, указанного в техническом описании, будет меньше по сравнению с ожидаемым уменьшением, когда пиковый коэффициент усиления составляет 35° TOA.
Некоторым из нас это объяснение может показаться поначалу несколько запутанным. В таком случае можно попросить вас перечитать его ещё раз, приложив к нему иллюстрацию, на которой не только показаны диаграммы направленности антенны по углу места на разных высотах над землёй, но и максимальный (пиковый) коэффициент усиления TOA для каждого случая. Это поможет вам понять концепцию.
Сравнение угла выхода излучения для достижения максимального усиления при установке антенны на разной высоте над уровнем земли. Как следствие, диаграмма направленности по углу места различается, обеспечивая различные характеристики DX-связи на больших расстояниях
На приведённой иллюстрации можно также заметить, что указаны все высоты антенн в единицах длины волны (λ) или её долях, а не в абсолютных единицах измерения, таких как метры, футы и т.д. Это осознанный выбор. При проектировании, характеристиках и оценке антенн мы предпочитаем использовать λ в качестве единицы длины или расстояния. Это позволяет нам более или менее универсально определять характеристики антенн, не беспокоясь о рабочей частоте.
Например, антенна, установленная на высоте 1/2λ над землёй (20 м над уровнем земли) в диапазоне 40 м, будет создавать диаграмму направленности, аналогичную той, что была бы у антенны 10 м, установленной на высоте 1/2λ над землёй (5 м над уровнем земли) в соответствии с её длиной волны. Следовательно, постоянная длина волны над землёй определяет сходство характеристик.
С другой стороны, постоянная высота антенны над уровнем земли (в метрах или футах) не обеспечит сходства характеристик в разных диапазонах. Антенна диапазона 40 м на высоте 20 м над уровнем земли будет иметь совершенно разные характеристики и диаграммы направленности по сравнению с антенной диапазона 10 м на той же высоте 20 м над уровнем земли.
На рисунке также наглядно показано, как одна и та же антенна, установленная на разных высотах над уровнем земли, будет создавать совершенно разную диаграмму направленности в угломестной плоскости, смещая основной лепесток излучения либо выше, либо ближе к горизонтали. Как следствие, изменяется и угол максимального (пикового) усиления лепестка, что приводит к значительным колебаниям усиления при меньших углах излучения (TOA) и, следовательно, к её характеристикам DX.
VU2NSB
