Der Antennengewinn beschreibt die Strahlung in einer Richtung gegenüber einem isotropen Bezug und berücksichtigt Verluste der Antenne. Für eine kreisförmige Parabolapertur gilt näherungsweise G = η(πD/λ)². In dBi wird daraus GdBi = 10 log10(G). D ist der wirksame Aperturdurchmesser, λ die Wellenlänge und η der Aperturwirkungsgrad.
Antennengewinn ist keine elektronische Verstärkung
Ein passiver Reflektor erzeugt keine zusätzliche Leistung. Er konzentriert die Strahlung; beim Empfang entspricht dies einer wirksamen Sammelfläche. Die Richtwirkung beschreibt die räumliche Verteilung, der Gewinn berücksichtigt zusätzlich den Wirkungsgrad.
dBi bezieht sich auf einen isotropen Strahler, dBd auf den Halbwellendipol. Unter den entsprechenden Bezugsbedingungen gilt ungefähr 0 dBd = 2,15 dBi. Die Verstärkung eines LNB ist dagegen eine getrennte Schaltungsgröße. Eine Prozentanzeige am Receiver ist keine direkte Gewinnmessung.
1. Wellenlänge aus der Frequenz bestimmen
λ = c/f mit c ≈ 299.792.458 m/s. Bei 12 GHz ergibt sich λ ≈ 0,02498 m, also etwa 25 mm. Verwenden Sie die HF-Frequenz an der Antenne und nicht die Zwischenfrequenz hinter dem LNB.
2. Aperturgeometrie prüfen
Die Fläche einer Kreisapertur ist A = πD²/4. D und λ müssen dieselbe Längeneinheit verwenden. Bei einem Offsetreflektor ist die sichtbare lange Achse nicht ohne Weiteres der Durchmesser einer gleichwertigen Kreisapertur. Nutzen Sie Herstellerdaten oder eine passende Geometriebeschreibung.
3. Aperturwirkungsgrad begründen
η beschreibt das Verhältnis von wirksamer zu geometrischer Aperturfläche. Ausleuchtung, Spillover, Abschattung, Verluste und Phasenfehler beeinflussen diesen Wert. η = 0,60 ist eine mögliche Rechenannahme, aber keine Garantie für jede Schüssel.
4. Linearen Gewinn und dBi berechnen
Für D = 0,60 m, f = 12 GHz und η = 0,60 erhält man πD/λ ≈ 75,45, G ≈ 3416 und daraus 35,3 dBi.
| Durchmesser | Gewinn |
|---|---|
| 0,60 m | 35,3 dBi |
| 0,90 m | 38,9 dBi |
| 1,20 m | 41,4 dBi |
| 2,40 m | 47,4 dBi |
Die 2,40-m-Apertur ergibt unter diesen Annahmen also etwa 47,4 dBi und nicht 40 dBi. Die Tabelle enthält berechnete Beispiele, keine Messwerte bestimmter Dolph-Produkte.
Durchmesser zurückrechnen und Ergebnis verwenden
Zuerst dBi mit G = 10GdBi/10 in eine lineare Größe umrechnen. Anschließend gilt D = (λ/π)√(G/η). Die daraus ermittelte Größe muss noch mit Linkbudget, Montage, Polarisation und Wetterreserve abgeglichen werden.
Bei gleicher Frequenz und gleichem Wirkungsgrad bringt der doppelte Durchmesser den vierfachen linearen Gewinn, also ungefähr 6 dB zusätzlich. Gleichzeitig wird der Strahl in der Regel schmaler. Ausrichtung und mechanische Stabilität werden deshalb wichtiger.
Grenzen der Formel
Die Beziehung gilt nicht unverändert für Stabantennen, Dipole oder Yagis. Sie liefert auch keine Datenrate und keine Anzahl empfangbarer Programme. Fehlausrichtung verringert den nutzbaren Gewinn zum Satelliten; Empfängerrauschen und Leitungsverluste beeinflussen die Empfangskette zusätzlich.
Vergleichen Sie Angaben bei derselben Frequenz, demselben Bezugsmaß und derselben Gewinndefinition. Klären Sie, ob ein Wert typisch, gemessen oder garantiert ist und ob Fehlanpassung bereits einbezogen wurde.
Die Aperturbeziehung erläutert Antenna-Theory. Für eine Auswahl aus den SATCOM-Antennen von Dolph Microwave nennen Sie Band, Polarisation, Abmessungen und Montagebedingungen.
