Antennenkalibrierung
Kalibrierung von VHF-
UHF-Messantennen
Jede Messantenne für
Feldstärke-Bestimmung und Erzeugung von EM-Feldern wird unter Quasi-Freiraumbedingungen
ohne verfälschenden Boden- oder Umgebungseinfluß individuell
auf Isotropgewinn, Gewinn über den idealen Dipol und Antennen-Wandlungsmaß
[k] (log. Antennenfaktor) gemessen. Innerhalb einer Serie wird unter hohem
Aufwand die zur Errechnung obiger Daten erforderliche "Freiraum-Felddämpfung"
jedes Exemplars aufgezeichnet. Daraus wird ein "Toleranzschlauch" mit einer
Breite von +/- 0,5 dB feslgelegt, innerhalb dessen alle Exemplare liegen
müssen. Kundenantennen, die nach 1 oder 2 Jahren zur Kalibrierung
eingesandt werden, erhalten Einzelkalibrierungen, ggf. unter Berücksichtigung
einer Frequenzliste des Auftraggebers, sonst nach üblichem Anwenderbedarf.
Diese Kalibrierung erfolgt mit der genauesten verfügbaren Methode,
dem "Zwei-Antennen-Absolutverfahren", bei dem unter Ausschaltung unerwünschter
Reflexionen die dB-Differenz in der tatsächlichen Felddämpfung
der Testantennen verglichen wird mit der rechnerisch exakten Felddämpfung
zweier Isotropantennen bei festgelegtem Abstand. Bei Antennen mit nennenswerter
Längsausdehnung wird durch ein Rechen-Programm die frequenzabhängige
Wanderung des Phasenzentrums berücksichtigt; damit ergeben sich die
Daten, die für ein homogenes (Fern-) Feld gelten. Für solche
Antennen werden Angaben, Tabellen und/oder Kurven bereitgestellt, aus der
die ("fiktiven") Daten bei kleinen Meßentfernungen, z.B. 1 m oder
3 m, hervorgehen. Ggf. sind auch Tabellen und Diagramme eingeschlossen,
aus denen die erzeugte Feldstärke in einer festgelegten Entfernung
(meist von der Antennenspitze aus) bei einer definierten HF-Leistung ablesbar
sind. Um erhebliche Meßdifferenzen bei verschiedenen Teststellen
zu ergründen, hat die E.U. in Brüssel alle europäischen
Eichanstalten oder anerkannte Kalibrierdienste zu einem Ringvergleich aufgerufen.
Das britische National Physical Laboratory N P L (offizielle Eichbehörde)
hat als Pilot-Labor sechs verschiedene Meßantennen beschafft, 4 davon
marktübliche Typen, davon 3 von Schwarzbeck. Diese wurden der Reihe
nach an 15 europäische Kalibrierstellen geschickt und auf den jeweiligen
Meßplätzen untersucht ( EU-Auftrag "BCR Measurement and Testing
Programme, contract MAT 1-CT92-0026" ). Die Ergebnisse wurden in einem
"final report, 26 Sept.1995 des NPL" und in den Brit. "lEE-Proceedings
Sci. Meas. Technol., Vol.143, No.4, July 1996" veröffentlicht. Außer
dem Testlabor NPL haben von 15 Teilnehmern 3, darunter Schwarzbeck, innerhalb
einer Toleranz von +/- 1 dB gelegen. 96% dieser Resultate stimmte mit dem
Mittelwert von NPL innerhalb +/- 0,5 dB überein. NPL und Schwarzbeck
hatten jeweils als Meßunsicherheit +/- 0,7 dB angegeben und generell
unterschritten. (Die übrigen Kalibrierstellen hatten als Meßunsicherheit
+/- 1 dB, 1,5 dB und 2 dB angegeben, was derzeitiger Stand der Kalibriertechnik
ist). Die tatsächlichen Meßdifferenzen zwischen NPL und Schwarzbeck
lagen im Durchschnitt zwischen 0 dB und 0,3 dB. Dabei wurde ein neues "Quasi-Freiraum-Kalibrierverfahren"
mit Höhenvariation und Mittelwertbildung" eingesetzt.