การวัดคุณสมบัติของสายอากาศ

การทำการทดลองเพื่อวัดคุณสมบัติของสายอากาศนั้นนับว่าเป็นเรื่องที่สำคัญมากเรื่องหนึ่ง เพราะการวัดเท่านั้นที่จะทำให้แน่ใจได้ว่าสายอากาศที่สร้างขึ้นมีคุณสมบัติตามที่ออกแบบไว้หรือไม่ นอกจากนั้นในบางครั้งโครงสร้างของสายอากาศไม่อำนวยให้ทำการออกแบบทางทฤษฎีที่ละเอียดถูกต้องได้  ก็จำเป็นต้องใช้การออกแบบโดยใช้การทดลองวัดคุณสมบัติเข้าช่วย ในบทนี้จะกล่าวถึงหลักการทั่วไปในการวัด และการวัดคุณสมบัติของสายอากาศที่ใช้ในย่านความถี่ต่าง ๆ รวมทั้งการวัดโพลาไรชั่นของคลื่นด้วย

วิธีวัดคุณสมบัติของสายอากาศที่ทำให้ได้ค่าที่ถูกต้องจริง ๆ นั้น คือการวัดในสภาพแวดล้อมที่ใช้งานจริง ๆ คือทำการวัดในสภาพที่ติดตั้งใช้งานจริง ๆ อยู่ เพราะคุณสมบัติของสายอากาศจะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ใช้งานอยู่ อย่างไรก็ตามสายอากาศมักจะถูกติดตั้งไว้ในที่สูง ๆ เสมอ ซึ่งทำให้ไม่สะดวกในการวัดคุณสมบัติต่าง ๆ โดยทั่วไปจึงมักจะทำการวัดที่ตำแหน่งสูงกว่าพื้นโลกหรือตัวอาคารไม่มากนักเสมอซึ่งในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ผลกระทบจากพื้นโลกหรือสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ อาจจะทำให้ค่าต่าง ๆ ที่วัดได้ผิดไปจากความจริงได้  โดยทั่วไปผลกระทบจะมีมากเมื่อระยะห่างระหว่างสายอากาศกับพื้นโลกหรือสิ่งก่อสร้างมีน้อยเมื่อเทียบกับความยาวคลื่น  ผลกระทบที่มีต่ออินพุทอิมพีแดนซ์ของสายอากาศนั้นจะเกิดขึ้นเนื่องจากอิมพีแดนซ์ของสายอากาศเกิดจากการกระจายคลื่นออกไปจากตัวสายอากาศ  ดังนั้นเมื่อเงื่อนไขในการกระจายคลื่นเปลี่ยนไปกล่าวคือมีพื้นโลกหรือมีสิ่งก่อสร่างอยู่ใกล้ ๆ อิมพีแดนซ์ของสายอากาศก็จะเปลี่ยนแปลงไปตามเงื่อนไขนั้น ๆ สำหรับผลกระทบที่มีต่อแพทเทินของการกระจายคลื่นนั้นจะเกิดขึ้นจากการที่มีคลื่นสะท้อนจากพื้นโลกหรือสิ่งก่อสร้างเข้าสู่สายอากาศรับซึ่งเป็นสายอากาศที่ต้องการวัดแพทเทินนั่นเอง   การใช้สายอากาศส่งที่มีอัตราขยายสูงก็จะช่วยให้ปัญหาจากคลื่นสะท้อนน้อยลงเช่นเดียวกันและการใช้ฉากที่ทำด้วยลวดตาข่ายหรือวัสดุดูดกลืนคลื่น (Electromagnetic wave absorber) วางไว้ตรงตำแหน่งที่เกิดการสะท้อนคลื่น ก็จะช่วยให้คลื่นสะท้อนเข้าสู่สายอากาศรับน้อยลงเช่นเดียวกัน

                การวัดคุณสมบัติของสายอากาศโดยให้มีผลกระทบจากสภาพแวดล้อมน้อยที่สุดนั้นจะทำได้ในห้องไร้คลื่นสะท้อน (Unechoic chamber) ซึ่งเป็นห้องที่จัดสร้างขึ้นเพื่อไม่ให้มีคลื่นสะท้อนกลับออกจากฝาทุกด้านของห้อง  ซึ่งจะใกล้เคียงกับการทำการทดลองในอวกาศว่าง ห้องไร้คลื่นสะท้อนนั้นโดยทั่วไปจะมีโครงสร้าง คือ รอบนอกสุดจะโอบไว้ด้วยแผ่นโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงเช่นแผ่นทองแดง  แล้วด้านในบุได้วยวัสดุดูดกลืนคลื่นนั้นจะทำด้วยโฟมโปลีเอทีลีน (Polyethelene foam) ที่ผสมผงคาร์บอนไว้อย่างเหมาะสม  ห้องไร้คลื่นสะท้อนนี้จะเป็นห้องชิลด์ที่คลื่นจากภายนอกไม่สามารถเข้ามารบกวนไปในตัวด้วย  ขนาดของห้องนั้นต้องกว้างพอสมควรโดยเฉพาะถ้าจะใช้ในการวัดในย่านความถี่ VHF ด้วย  โดยทั่วไปขนาดที่ใช้ได้ผลมักจะอยู่ประมาณกว้าง*ยาว*สูง =  6 m *12 m * 4m หรือมากกว่า