Antennenwirkungsgrad und VSWR
Wie viel Sendeleistung kommt tatsächlich in der Antenne an? Das Stehwellenverhältnis (VSWR) bestimmt den Anteil, der an der Antenne reflektiert wird. Der Idealwert ist VSWR 1: Dann wird nichts reflektiert.
Leistungsbilanz
Verlauf über das VSWR
Referenzwerte
| VSWR | |Γ| | Rückflussdämpfung | Reflektiert | Übertragen | Verlust | Reflektiert bei 100 W | Bewertung |
|---|
Formeln
VSWR = (1 + |Γ|) / (1 − |Γ|)
Rückflussdämpfung RL = −20 · log₁₀ |Γ| [dB]
Anpassungswirkungsgrad ηM = 1 − |Γ|²
Fehlanpassungsverlust ML = −10 · log₁₀ (1 − |Γ|²) [dB]
Gesamtwirkungsgrad η = ηM · ηStrahlung · 10−A/10
Reflektierte Leistung an der Antenne PR = PSender · 10−A/10 · |Γ|²
Abgestrahlte Leistung PStr = PSender · η
Was man wissen sollte
VSWR 1 ist das Optimum. Die Antennenimpedanz entspricht dann genau der Leitungsimpedanz (meist 50 Ω), |Γ| ist 0 und die gesamte Leistung gelangt in die Antenne. Kleiner als 1 kann das VSWR nicht werden, weil es das Verhältnis von Spannungsmaximum zu Spannungsminimum auf der Leitung ist.
VSWR 1 bedeutet nicht automatisch eine gute Antenne. Auch ein 50-Ω-Abschlusswiderstand hat VSWR 1, er strahlt aber nichts ab, sondern macht Wärme daraus. Das VSWR beschreibt die Anpassung, nicht den Strahlungswirkungsgrad.
Der Verlauf ist am Anfang flach. Zwischen VSWR 1 und 1,5 gehen nur bis zu 4 % der Leistung verloren. Exakt 1 zu erreichen lohnt sich in der Praxis selten, zumal das VSWR immer nur für eine Frequenz gilt und über die Bandbreite ansteigt.
Kabeldämpfung täuscht. Ein verlustbehaftetes Kabel dämpft die reflektierte Welle auf dem Hin- und Rückweg. Am Sender wird dann ein besseres VSWR gemessen, als es an der Antenne tatsächlich ist. Stell im Rechner einige dB Kabeldämpfung ein und vergleiche „VSWR am Sender“ mit dem eingestellten Wert.