Antennförstärkning (dBi och dBd)

I kapitlet om decibel antyddes redan tilläggen $\unit{\dBd}$ och $\unit{\dBi}$ som används när antennförstärkning anges. Då avser decibelvärdet inte en effekt eller spänning, utan en bestämd referensstrålare. Vanliga är $\unit{\dBi}$, som avser den isotropa strålaren, och $\unit{\dBd}$, som avser halvvågsdipolen.

Den isotropa strålaren (se bild HAREC-19.28.1) är en tänkt, hypotetisk antenn som strålar lika starkt i alla riktningar. Har en verklig antenn riktverkan är utstrålningen starkare i vissa riktningar och svagare i andra än den vore hos den hypotetiska isotropa strålaren.

1) Kort beskrivning: Perspektivbild av en isotrop strålare med klotformad strålning, tre svarta axlar och ett blåritat segment på klotytan.
2) Utförlig beskrivning: Bilden visar i perspektiv en isotrop strålare med klotformad strålning. Strålaren är ritad i mitten som en liten, röd punkt. Från den utgår tre svarta pilar: en pil uppåt, en pil åt höger och en pil framåt mot betraktaren. Kring mitten ligger en ljusgrå, klotformad yta som är återgiven med en perspektivisk ellips. Till vänster om mitten står med röd text ”Isotrop strålare”. Från mittpunkten löper mellan pilen åt höger och pilen framåt två tunna grå linjer till klotytans kant. Från skärningspunkterna med kanten går två cirkelbågar uppåt längs klotytan och möts vid pilen uppåt. Mellan de båda linjerna finns på halva höjden en blåfärgad, fyrkantig yta, vars hörnpunkter är förbundna med mittpunkten med blå linjer.
Figur HAREC-19.28.1: Isotrop strålare i en sfärs mitt som ger samma strålningseffekt över hela sfärens yta

Förstärkningen i en riktning (t. ex. huvudstrålriktningen, som är riktningen med maximal antennförstärkning) jämfört med en isotrop strålare kan anges i decibel $\unit{\dB}$. I stället för $\unit{\dB}$ skriver man $\unit{\dBi}$ för att tydliggöra att man avser den isotropa strålaren.

Även en enkel halvvågsdipol har förstärkning, eftersom den strålar vinkelrätt mot ledaren $\qty{2,15}{\dB}$ starkare än en isotrop strålare skulle göra. En halvvågsdipol har alltså en förstärkning på $\qty{2,15}{\dBi}$.

Ibland är man intresserad av förstärkningen utöver halvvågsdipolens, alltså förstärkningen jämfört med en halvvågsdipol. Den anges i $\unit{\dBd}$, där $\text{d}$ står för dipol. En halvvågsdipol har följaktligen förstärkningen $\qty{0}{\dBd}$. Antenner med mer förstärkning än en halvvågsdipol har en förstärkning över $\qty{0}{\dBd}$ och antenner med mindre förstärkning än en halvvågsdipol motsvarande under $\qty{0}{\dBd}$.

Jämför vi ännu en gång halvvågsdipolens förstärkning angiven i $\unit{\dBi}$ och i $\unit{\dBd}$: Halvvågsdipolen har i huvudstrålriktningen förstärkningen $\qty{2,15}{\dBi}$, eftersom den strålar $\qty{2,15}{\dB}$ starkare än den isotropa strålaren. Angivet i $\unit{\dBd}$ blir det däremot $\qty{0}{\dBd}$. Angivelsen i $\unit{\dBi}$ är alltid $\qty{2,15}{\dB}$ högre än angivelsen i $\unit{\dBd}$.

Sambandet är:

$$g_i = g_d + \qty{2,15}{\dB}$$
Fortsätt till nästa avsnitt: Placering av antennen