Merhaba Arkadaşlar,
Bu yazıda acı bir şekilde öğrendiğim anten kazancının ne olduğu üzerinde duracağım. Öğrenme hikayemden başlamak istiyorum. 🙂 Yıl 2017, 50 iş günü staj yaptığım çok yoğun bir yaz döneminden sonra kendimi 4. sınıfın güz dönemine buldum. Haberleşme alanından ilerlediğim için deneyleri bulunan teknik seçmeli ders olarak Antenler ve Propagasyon dersini seçtim. Aselsan’ın REHİS sektör başkanlığında staj yaptığım için ilk derste de havamı atmıştım. 🙂 Fakat deneyde yaşayacağım şeyleri tahmin bile edemezdim…
Hikayeye devam etmeden önce antenlerin ışıma paternlerinden bahsetmek istiyorum. Işıma paterni antenimizin hangi doğrultuda ne kadar ışıma yaptığını gösteren bir grafiktir. Bu grafikler iki boyutlu veya üç boyutlu olarak çizdirilebilmektedir. Örnek olarak Şekil 1’de bir dipol antenin ışıma paterni görülmektedir.
Bu şekile baktığımızda dipol antenimizin XY düzleminde eşit ışıma yaptığı, Z doğrultusunda ise ışıma yapmadığı görülmektedir. Bu şekilde bir düzlemde eşit ışıma yapan antenlere Omni-directional anten denir. “Tüm doğrultularda eşit miktarda ışıma yapan bir anten var mı?” diye soracak olursanız. Teoride böyle bir anten var ancak bu antenin pratikte gerçeklenmesi çok zor. İzotropik anten denilen bu antenler genelde teorik hesaplamalarda referans olarak kullanılmaktadır.
Şimdi deney anıma dönerek anten kazancını nasıl acı bir şekilde öğrendiğime gelelim. 🙂 Yanılmıyorsam dersin 4. deneyine giriyorduk. Önceki deneyler gayet güzel geçmiş bizde bunun rahatlığıyla bu deneye giriyoruz. Hocamız geldi ve deney öncesi sorularını sormaya başladı. İlk sorusunu hatırlamıyorum ama ikinci sorusu
“Anten kazancı nasıl hesaplanır?” oldu.
Önce diğer arkadaşlarıma sordu onların cevabını beğenmedi ve bana geldi. Bende diğer arkadaşlarımın dediğine benzer bir şekilde “Antenin kazancı çıkış gücünün giriş gücüne oranlayarak hesaplanabilir.” cevabını verdim. Hocamız herkesten yaklaşık aynı cevabı alınca sinirlenmeye başladı ve sonra
“Anten pasif bir elemandır desem cevabınız değişir mi?” dedi.
Biz birbirimize baktık. Sonra bilmeyen bir surat ifadesiyle hocamıza baktık 🙂 Bunun üzerine hocamız iyice sinirlendi tabii ki ve
“11. haftaya gelmişiz bu kadar haftadır anten dersine giriyorsunuz ve daha bu temel soruyu bile cevaplayamıyor musunuz?” şeklinde bizi tokatlamaya (mecazi olarak) başladı. 🙂 Bir oradan vurdu bir buradan. Ancak bizi asıl üzen şey hocanın gözünde dersi önemsemeyen öğrenciler gibi görünmemiz oldu. Deney sonunda hocamız sonuç raporunda deney sonuçlarının dışında anten kazancının nasıl hesaplandığını da yazmamızı istedi ve özellikle dikkatli inceleyeceğini belirterek güzel hazırlamamızı söyledi.
Bunun üzerine öğrencilik hayatımızdaki muhtemelen en çok zaman ayırdığımız deney raporunu yazmaya başladık. 🙂 Raporun anten kazancı hesabı bölümünü doğrudan aşağıda paylaşıyorum.
Antenler pasif elemanlar olduğundan dolayı kazanç ifadesi diğer aktif elemanlar gibi çıkış gücünün giriş gücüne oranı olarak tanımlanamaz. Bir antenin kazancı belirli bir doğrultuda ışıttığı gücün aynı besleme ile beslenen referans antenin ışıttığı güce oranı olarak tanımlanır.
Referans anten olarak izotropik anten (tüm doğrultularda aynı ışıma yapan teorik bir anten) veya dipol anten kullanılmaktadır. Alınan referansa göre kazancın birimi dBi (izotropik anten için) veya dBd (dipol anten için) olur.
Şekilde huni antenler deneyinde aldığımız verilere göre oluşturulan ışıma paterni ve aynı besleme ile beslenmesi durumunda izotropik bir anteninin oluşturacağı ışıma paterni görülmektedir. Buna göre 0° doğrultusunda huni antenin ışıma gücü izotropik antene göre 16 dB daha fazla olduğundan huni antenin kazancı 16dBi olarak belirlenir.
Evet şekilde görüldüğü gibi Horn antenin 0° doğrultusundaki kazancı 16dBi ve 30° doğrultusundaki kazancı ise 0dBi olarak belirlenebilmektedir. Yani antenimizin kazancı doğrultuya göre değişmektedir. Ancak genel olarak anten kazancı denildiğinde antenin maksimum ışıma doğrultusundaki kazancı kastedilmektedir.
Sonuç olarak hayatım boyunca anten kazancının nasıl hesaplandığını unutmayacağımı söyleyebilirim. 🙂 Başka bir yazıda görüşmek üzere efendim kendinize iyi bakın.
Güzel bir yazı olmuş, elinize sağlık.
O zaman “Aktif bir antenin kazancı nasıl hesaplanır?” sorusu geldi aklıma, o da güzel bir yazı olabilir.
Pasif taraf için, herhangi bir doğrultuda kazancını bildiğimiz bir antenin kullanılması gerektiği kesin. Referans anten olarak genelde horn anten kullanılmaktadır. Bazı EMI-EMC testlerinde ise yagi-uda/dipol antenler kullanılıyor. Bu antenlerin fiyatı,-özellikle horn anten- hiç de ucuz değil. Ayrıca, AM/FM bandında bir anteni test etmek için böyle bir referans anten bulmak çok zor; özellikle kHz seviyesinde bu tür antenler özel üretim olabiliyor. Düşük frekansa sahip antenlerin ölçümlerini Türkiye’de yapabilen birkaç kuruluş mevcut.
Merhaba Çağrı bey, öncelikle yorumunuz için teşekkür ederim. Söylediğiniz gibi aktif antenler ile ilgili bir yazı yazmak güzel olabilir, ancak bu konuda yüzeysel bir bilgiye sahibim. Bildiğim kadarıyla aktif antenler, anten ile yükselteç arasına aktif elemanlar ile bir empedans uydurma devresi kurularak yapılıyor. Bu sayede antenin daha geniş bir band aralığında çalışması sağlanıyor. Uygun bir zamanımda bu konuyu araştıracağımdan emin olabilirsiniz. 🙂