Lauko intensyvumo vienetai

"Kuo skiriasi dBu, dBm, dBuV ir kiti įrenginiai? Yra daug painiavos, kai inžinieriai, technikai ir įrangos pardavėjai kalba apie antenos stiprinimo ir lauko stiprio vienetus. Žmonės skirtingose ​​radijo telekomunikacijų pramonės disciplinoseTuriu kalbėti skirtingomis kalbomis ir dauguma žmonių nėra daugiakalbiai. ----- FMUSER “ 

# Vienetai antenos padidėjimo
Nors lauko stiprumas bet kurioje vietoje nepriklauso nuo Antenos stiprinimas, gaunama įtampa imtuve nėra. Todėl pirmiausia apsvarstykime antenos padidėjimą

Padidėjimas gali būti išreikštas galios daugikliu arba dB. Antenos padidėjimas, nurodytas dB, yra susijęs su izotropiniu arba pusinės bangos dipoliu. Mikrobangų pramonė visuotinai nustatė, kaip pranešti apie antenos padidėjimą dBi (nurodytas kaip izotropinis). Antžeminio mobiliojo ryšio pramonė antenos padidėjimą beveik visuotinai išreiškė kaip dBd (remiasi pusiau bangos dipoliu, o ne izotropiniu). 

Taip pat žiūrėkite: >> Kuo skiriasi „dB“, „dBm“ ir „dBi“?  

Kai gamintojas padidėjimą nurodo kaip dB, paprastai galite manyti, kad nurodytas padidėjimas yra dBd. Transliuojamos antenos gamintojai paprastai nurodo daugiklio stiprinimą, kai antenos įėjimo galia yra padauginta iš šio padidinimo, kad būtų gaunama efektyvioji spinduliuotės galia.

Paprasčiausia antena yra izotropinis radiatorius. Tai yra teorinė antena, spinduliuojanti tą patį energijos lygį visomis kryptimis, kai antenai tiekiama energija. Nors tokio tipo antenos iš tikrųjų negali būti sukonstruotos, koncepcijos naudojimas suteikia vienodą standartą, pagal kurį galima kalibruoti ir palyginti visų pagamintų antenų veikimą.

1 paveikslas: Pusabangis dipolis ir izotropinė antena

Antena, kurią galima lengvai pastatyti, yra pusės bangos ilgio dipolis. Pusės bangos ilgio dipolio antena turi 2.15 dB padidėjimą, didesnį nei izotropinė antena. Dipolis sukoncentruoja energiją tam tikromis kryptimis taip, kad tomis kryptimis spinduliuotė būtų didesnė už izotropinio šaltinio, kurio įėjimo galia yra tokia pati, spinduliuotę.

Taip pat žiūrėkite: >> Ar daugiau antenų yra geriau?

Todėl antenos padidėjimas, susijęs su izotropiniu radiatoriumi, yra stiprinimas, nukreiptas į pusės bangos ilgio dipolį plius 2.15 dB:

Kaip parodyta 1 paveiksle (ir 2 paveiksle), gali būti laikoma, kad kryptinė antena (įskaitant pusės bangos dipolį) sukoncentruoja turimą į anteną energiją, nukreipdama iš antenos spinduliuojamą energiją norima linkme. Norimos (-ų) krypties (-ių) spinduliuotė padidėja sumažinant energiją, spinduliuojamą kita (-omis) kryptimi (-iomis).

Pavyzdžiui, kolinearinis keturių dipolių antenų matricos stiprinimas paprastai bus 6 dBd. Tos pačios antenos padidėjimas bus 8.15 dBi (nurodytas kaip izotropinis).

2 paveikslas: DBd padidėjimas palyginti su dBi

Taip pat žiūrėkite: >> Antenos stiprinimo matavimo patarimai 

Krypties antenos modeliai kartais nubraižomi kaip padidėjimas dB virš pusės bangos dipolio. Kiti modeliai parodomi kaip santykinė lauko įtampa. Jie yra tiesiogiai perduodami tol, kol žinomas absoliutus didžiosios antenos skilties padidėjimas dBd arba dBi. Lygtis yra tokia:


jeigu:
● G yra tam tikro azimuto padidėjimas dB

● Gm yra didžiausias galios padidėjimas dB, atsižvelgiant į pusės bangos dipolį

● Rv yra tam tikro azimuto santykinė lauko įtampa

●Norėdami konvertuoti tam tikro azimuto padidėjimo vertę (dB) į santykinę lauko vertę, naudokite šią lygtį:


Kai žinoma didžiausia faktinė spinduliuotės galia ir santykinė lauko įtampa tam tikram azimutui, faktinė to konkretaus azimuto spinduliuotė yra apskaičiuojama pagal šią lygtį:

jeigu:
● Rp yra faktinė tam tikro azimuto spinduliuotės galia (vatais, kW ir kt.)

● P yra pagrindinės skilties (maksimali) horizontaliosios plokštumos faktinė spinduliuotės galia (vatais, kW ir kt.)

Taip pat žiūrėkite:>> Pagrindinė antenos teorija: dBi, dB, dBm dB (mW)

Lauko intensyvumo vienetai
Taip pat daug painiavos lauko stiprumo žodyne (dar vadinama lauko intensyvumu). Vertybės paprastai išreiškiamos dBu, dBµV ir dBm. Kiekvienas padalinys turi nuopelnus ir bendrą vartojimą tam tikrose disciplinose radijo ryšio pramonė. Tačiau plačiai paplitusi painiava dėl to, kaip jie susiję vienas su kitu, sukelia ir nusivylimą, ir nesusipratimus dėl sistemos projektavimo ir tikrojo veikimo. Toliau bus aptariami šie terminai.

● dBu yra E (elektrinio lauko intensyvumas) visada decibelais, viršijančiais vieną mikrovoltą / metrą (dBµV / m)

● dBµV (vietoj u vartojant graikišką raidę µ [„mu“]) - įtampa, išreikšta dB virš vieno mikrovolto į tam tikrą apkrovos varžą; sausumoje ir transliuojant tai paprastai yra 50 omų.

● dBm - galios lygis, išreikštas dB ir didesnis kaip vienas milivadas

# Elektros lauko intensyvumas
Elektrinio lauko intensyvumo vienetas dBu yra vienetas, kurį plačiai naudoja Federalinė ryšių komisija, kalbėdama apie lauko stiprį. Tikrasis elektrinio lauko stipris visada išreiškiamas tam tikra santykine voltų / metro verte - niekada voltais ar milivatais. Elektrinio lauko intensyvumas nepriklauso nuo dažnio, priimančiosios antenos padidėjimo, priimančiosios antenos varža ir gavimas perdavimas linijos praradimas. Todėl ši priemonė gali būti naudojama kaip absoliuti priemonė apibūdinant aptarnavimo sritis ir palyginant skirtingas perdavimo galimybes, nepriklausomai nuo daugelio kintamųjų, kuriuos sukuria skirtingos imtuvo konfigūracijos.

Kai kelias turi neuždengtą matymo liniją ir nė viena kliūtis nepatenka į 0.5 Fresnelio zonos ribą, dėl kurios atsirastų papildomas slopinimas, gautas elektrinio lauko stipris apytiksliai atitiktų laisvosios erdvės stiprumą ir gali būti apskaičiuojamas pagal šią lygtį:

jeigu:
● ERP išreiškiama dB, didesne kaip 1 kW

● d - atstumas, išreikštas kilometrais

Taip pat žiūrėkite: >> Antenos įgavimo pagrindų supratimas

# Priimta įtampa ir galia
nors skaičiavimai Elektrinio lauko stiprio vertės nepriklauso nuo aukščiau paminėtų imtuvo charakteristikų, į imtuvo įvestį tiekiamos įtampos ir priimamos galios prognozėse reikia atidžiai atsižvelgti į visus šiuos veiksnius. Koreliacija tarp elektrinio lauko stiprio ir imtuvo įvesties įtampos yra neįmanoma, nebent visa aukščiau išvardyta informacija būtų žinoma ir atsižvelgiama į sistemos projektą.

Kai identiškoms aplinkybėms taikomos tokios pačios sąlygos (kelias, dažnis, efektyvioji spinduliuotės galia ir kt.), Šios lygtys leis sistemos projektuotojui visiškai užtikrintai versti ištisas sistemas.

Lauko stipris, atsižvelgiant į gaunamą įtampą, priimančiosios antenos padidėjimą ir dažnį, kai naudojama antena, kurios varža 50 omų, gali būti išreiškiamas taip:


Išsprendus gautą įtampą, ši lygtis tampa:

Skaičiuojant galią ir įtampą esant 50 omų apkrovai:

Įtampos lauko reikšmę pakeičiant iš Eq. 7:

Atkreipkite dėmesį, kad bendroji varžos (Z), išskyrus 50Ω, lygtis yra:

Lauko reikšmę pakeičiant iš Eq. 7:

jeigu:
● Gr yra priimančiosios antenos izotropinis padidėjimas

● Z yra sistemos varža omuose

Kai „lauko stiprumo kontūras“ nubraižomas ir identifikuojamas dBm arba mikrovoltais (dBµV), svarbu žinoti šias dažnio ir antenos padidėjimo vertes. Vartotojas turi suprasti, kad tokie „kontūrai“ galioja tik vienam dažniui ir tam tikram priimančiosios antenos padidėjimui, naudojamam numatyti. Priimančiosios antenos perdavimo linijoje taip pat yra fiksuotų nuostolių - dažnai laikoma, kad jie nėra nuostolingi.

Dėl šių priežasčių tokie „kontūrai“ yra nevienareikšmiai, kaip numatant aprėptį, kai visi priimamosios antenos padidėjimai ir perdavimo linijos nuostoliai nėra vienodi visiems imtuvams. Norėdami nustatyti lauko stiprumo lygį, reikalingą tinkamai priimti perduodamą signalą, naudokite aukščiau pateiktą 6 lygtį, atsižvelgiant į dažnį, priimančiosios antenos stiprumą ir reikiamą imtuvo įtampos lygį norimam imtuvo tylėjimo lygiui.

Taip pat žiūrėkite: >> Kas yra VSWR: nuolatinės įtampos bangų santykis 

Šios prognozės yra skirtos įtampai antenos gnybtuose. Faktiniuose imtuvo įėjimo įtampos ir galios lygiuose reikia atsižvelgti į papildomus nuostolius, atsirandančius priimančioje perdavimo linijoje. Šis signalo praradimas yra ypač kritiškas esant aukštam dažniui, kai kabeliai yra ilgi.

3 paveikslas: Elektrinis laukas ir vėlpaskirta įtampa ir galia

3 paveiksle apibendrintas ryšys tarp elektrinio lauko stiprio ir įtampos bei galios imtuvo įvesties gnybtuose.

Elektrinio lauko stipris (dBu) yra tik šių funkcijų funkcija:

● Siųstuvo efektyvioji spinduliuotės galia.

● Atstumas nuo siųstuvo.

● Nuostoliai dėl kliūčių dėl reljefo.

Kadangi elektrinio lauko stipris nepriklauso nuo jokių imtuvo charakteristikų, jis yra naudingas aprėpties aprėpties sričių standartas.

Elektrinis laukas indukuoja įtampą antenoje, perduodamas galią į anteną. Įtampa (dBµV) antenos gnybtuose priklauso nuo antenos prieaugio tam tikru dažniu. Antenos gnybtuose esanti galia (dBm) taip pat priklauso nuo antenos varžos (paprastai 50 omų).

Perdavimo linija (paprastai bendraašis kabelis arba bangolaidis) jungia antenos gnybtus su imtuvo įvesties gnybtais. Įtampą ir galią imtuvo įvesties gnybtuose sumažina šios perdavimo linijos nuostoliai. Perdavimo linijos nuostoliai priklauso nuo perdavimo linijos dydžio ir tipo bei veikimo dažnio. Be to, kiti nuostoliai daro įtaką galiai, perduodamai į imtuvo įvesties gnybtus. Norėdami sužinoti daugiau apie nuostolius transporto priemonių viduje, nuostolius dėl kėbulo artumo rankiniams imtuvams, skyriuje „Tipinės nuostolių vertės“, skyriuje „Techninės nuorodos“.

Taip pat žiūrėkite: >> Kuo skiriasi AM ir FM? 

# Išvada
Akivaizdi šios informacijos išvada yra ta, kad priimančioms sistemoms su skirtingais antenos padidėjimais tinkamai veikti reikia žymiai skirtingų elektrinio lauko stiprio verčių. Paslaugų srities kontūrai (dBµV arba dBm), apskaičiuoti mobiliajam imtuvui su dideliu stiprumu, nuolat pritvirtinta ant stogo antena, gali suklaidinti vartotojus, turinčius mažo stiprumo antenos rankinius įrenginius.

Remdamasis realia siūloma įranga ir aukščiau pateiktomis lygtimis, sistemos projektuotojas dabar gali apskaičiuoti tikrąjį lauko stiprį, reikalingą kiekvienai konkrečiai priėmimo sistemai. Tikimasi, kad imtuvų veikimas ten, kur lauko stipris atitinka arba viršija įrangos projektinį lygį, užtikrins patenkinamą sistemos veikimą. „Lauko intensyvumo tinklelių“ techniniame apraše aptariamas elektrinio lauko intensyvumo verčių (apskaičiuotų dBu su TAP) konvertavimas į kitus vienetus, kad būtų galima pateikti diagramoje tiesiogiai dBm arba dBµV.

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas