Bei Abstrahlungsmessungen, die dem Konformitätsnachweis eines Gerätes dienen, wird die elektrische Feldstärke gemessen und mit einem Grenzwert verglichen. Da diese Größe nicht direkt gemessen werden kann, wird der Pegel am Antennenausgang – auch Fußpunkt genannt – bestimmt und umgerechnet. Der Zusammenhang zwischen der elektrischen Feldstärke und dem Ausgangspegel besteht über den Antennenfaktor, der vom Hersteller entweder typisch oder spezifisch angegeben ist. Welcher Wert angegeben wird, ist häufig von der mechanischen Konstruktion, der Fertigungstoleranz und dem späteren Einsatzzweck abhängig. Beispielsweise können LPDA – Antennen sehr präzise gefertigt werden, wodurch die Messung des Antennenfaktors verhältnismäßig ungenaue Resultate liefert. Im Gegensatz dazu sind die mechanischen Toleranzen bei bikonischen Antennen vergleichsweise groß, wodurch die Angabe der spezifischen Werte vorteilhaft ist.

Um den Antennenfaktor zu bestimmen – genau genommen handelt es sich bei Breitbandantennen nicht um einen konstanten Faktor, sondern um viele Einzelpunkten, die den Frequenzgang widerspiegeln - gibt es normierte Methoden. Grundsätzlich kann entweder der theoretische Freiraumfaktor oder der Antennenfaktor mit Berücksichtigung eines reflektierendem Bodens bestimmt werden. Die Messung erfolgt in 1m, 3m oder 10m Abstand, wobei entweder der Strukturmittelpunkt oder die Antennenspitze als Bezugspunkt gewählt wird. Im idealen Freiraum sollten sich die in unterschiedlichen Abständen und mit unterschiedlichen Polarisationen ermittelten Fernfeld - Korrekturwerte nicht unterscheiden.

Auf der Erde gibt es bei allen Messplätzen unterschiedlich stark ausgeprägte Kopplungen zum Mast, zwischen den Antennen, zum Boden und in geschlossenen Räumen zu den Wänden und der Decke. Hinzu kommen noch störende Reflexionen, die zu Überhöhungen oder Auslöschungseffekten führen. Um zu überprüfen, ob es möglich ist Antennen in einem geschirmten Raum zu kalibrieren, wurde ein Versuchsaufbau in einem Absorberraum installiert, der quasi Freiraumeigenschaften simulieren sollte. Mit diesem Aufbau wurden zwei bekannte Antennen, im Abstand von 3 Meter vermessen, und die gewonnen Werte mittels Referenzmethode mit den bekannten Antennenfaktoren verglichen.

Da Messantennen sowohl horizontal, als auch vertikal polarisiert eingesetzt werden, und um die Messkurve zu glätten, wurden die Messungen in beiden Polarisationen durchgeführt und dann der Mittelwert gebildet. Für die Berechnung des „neuen“ Antennenfaktors wurden die Werte der BC01 von denen der HK116 substituiert und der Freiraumfaktor der R&S Antenne addiert.

Messaufbau für Antennenkalibrierung:

Zur Ermittlung des Freiraumfaktors im Freifeld wird für gewöhnlich in 4m Antennenhöhe, 10m Abstand und horizontaler Polarisation gemessen. Dieser Aufbau ist nötig, um die Kopplungen zum Boden, zwischen den Messantennen und zum Antennenmast zu verringern.

Diese Messreihe wurde in einem halb reflexionsfreien Absorberraum - auch als „semi anechoic room“ oder „SAR“ bekannt - durchgeführt, wobei diese Messräume - durch die begrenzte räumliche Ausdehnung - die schlechtesten Bedingungen für Antennen aufweisen. Um Messfehler durch Reflexionen zu verringern, wurde der Raum auf reflexionsfreie Bedingungen - auch als „full anechoic room“ oder „FAR“ bekannt – umgerüstet. Der Messabstand war mit 3 Meter vorgegeben, wobei die Antennen symmetrisch zur Raummitte angeordnet wurden. Da die Bodenabsorber etwa 50cm hoch sind, wurden für die Messungen 140cm Antennenhöhe und 200cm Antennenhöhe gewählt.

Als Prüflinge wurden eine PMM BC01 und eine R&S HK116 herangezogen, wobei es sich in beiden Fällen um bikonische Antennen mit ähnlicher räumliche Ausdehnung handelt. Zusätzlich wurden die ermittelten Werte mit einer Chase CBL6143 und einer ADE-Sebela LP01 verglichen und auf Plausibilität geprüft. Als Sendeantenne diente eine auf 300 Mhz abgestimmte Dipolantenne mit einem 10dB Anpassglied. Die Prüflinge wurden jeweils mit dem größtmöglichen Abstand zwischen den Antennenelementen und dem Trägerstativ befestigt, um die kapazitive Belastung gering zu halten.

Diagramm Antennenfaktoren HK116 und BC01:

Im nachfolgenden Diagramm sind der typische Antennenfaktor und der in 2m Antennenhöhe, in einem Absorberraum ermittelte Freiraumfaktor einer PMM BC01, sowie der 10m Freiraumfaktor einer R&S HK116 dargestellt. Die Kurven wurden nicht geglättet, um die Probleme bei Antennenkalibrationen in Absorberräumen sichtbar zu machen.