Välja intensiivsuse ühikud

"Mis vahe on dBu, dBm, dBuV ja teiste ühikute vahel? Seal on palju segadust, kui insenerid, tehnikud ja seadmete müüjad räägivad antenni võimenduse ja väljatugevuse ühikutest. Raadioside tööstuse erinevate erialade inimesed näevadMul on vaja rääkida erinevates keeltes ja enamik inimesi pole mitmekeelsed. ----- FMUSER " 

#Ühikud antenni võimendusest
Kuigi väljatugevus ükskõik millises asukohas on sõltumatu võimenduse, vastuvõtja pinge pole. Seetõttu mõelgem kõigepealt antenni võimendusele

Võimendust võib väljendada kas võimsuse kordajana või dB-des. Antenni võimendus, mis on väljendatud dB, viidatakse kas isotroopsele või poollaine dipoolile. Mikrolainetööstus on universaalselt kehtestanud kokkuleppe antenni võimenduse teatamiseks dBi-s (viidatud isotroopsele). Maismaal liikuvas tööstuses on antenni võimendus peaaegu üldiselt väljendatud kui dBd (viidates pigem poollaine dipoolile kui isotroopsele). 

Vaata ka: >> Mis vahe on "dB", "dBm" ja "dBi"?  

Kui tootja loetleb kasumi väärtuse kui dB, võite üldiselt eeldada, et viidatud võimendus on dBd. Saateantennide tootjad viitavad tavaliselt kordaja võimendusele, kus antenni sisendvõimsus korrutatakse selle võimendusega, et saada efektiivne kiirgusvõimsus.

Lihtsaim antenn on isotroopne radiaator. See on teoreetiline antenn, mis kiirgab antennile toite andmisel kõigis suundades sama energiat. Isegi kui seda tüüpi antenni ei saa tegelikult ehitada, pakub kontseptsiooni kasutamine ühtse standardi, mille abil saab kõigi toodetud antennide jõudlust kalibreerida ja võrrelda.

Joonis 1: poollaine dipool vs isotroopne antenn

Kergesti ehitatav antenn on poole laine pikkusega dipool. Pool lainepikkust diipoli võimendus on 2.15 dB suurem kui isotroopsel antennil. Dipool kontsentreerib energia teatud suundades, nii et neis suunduv kiirgus on suurem kui sama sisendvõimsusega isotroopse allika kiirgus.

Vaata ka: >> Kas rohkem antenni on parem?

Seetõttu on isotroopsele radiaatorile viitava antenni võimendus poole lainepikkusega dipooli pluss 2.15 dB:

Nagu on näidatud joonisel 1 (ja joonisel 2), võib pidada suundantenni (sealhulgas poollaine dipooli) antenni sisestatava energia kontsentreerimiseks fookustades antennist kiirgava energia soovitud suunas. Soovitud suunas (suunates) kiirgavat energiat suurendatakse, vähendades mõnes muus suunas (suundades) kiirgavat energiat.

Näiteks on nelja dipoolantenni kolineaarsel maatriksil võimendus tavaliselt 6 dBd. Selle sama antenni võimendus on 8.15 dBi (viidatud isotroopsele).

Joonis 2: võimendus dBd-s vs. dBi

Vaata ka: >> Nõuanded antenni võimenduse mõõtmiseks 

Suunatud antennide mustrid kantakse mõnikord diagrammina võimendusena dB üle poollaine dipooli. Muud mustrid on näidatud suhtelise väljapingena. Need on vahetult ülekantavad, kui on teada antenni põhiosa absoluutvõimsus dBd või dBi. Võrrand on järgmine:


kus:
● G on konkreetse asimuudi võimendus dB-s

● Gm on maksimaalne võimendus dB-des, viidates poollaine dipoolile

● Rv on konkreetse asimuudi suhteline väljapinge

●Konkreetse asimuudi võimendusväärtuse (dB-des) teisendamiseks suhteliseks välja väärtuseks kasutage järgmist võrrandit:


Kui konkreetse asimuudi maksimaalne efektiivne kiirgusvõimsus ja suhteline väljapinge on teada, arvutatakse selle konkreetse asimuudi tegelik kiirgusjõud järgmise valemi põhjal:

kus:
● Rp on konkreetse asimuudi efektiivne kiirgusvõimsus (vattides, kW jne)

● P on efektiivne kiirgusvõimsus põhiosas (max) horisontaaltasandil (vattides, kW jne)

Vaata ka:>> Antenni põhiteooria: dBi, dB, dBm dB (mW)

Põllu intensiivsuse ühikud
Väljatugevuse (ja seda nimetatakse ka välja intensiivsuseks) sõnavaras on segamini ka sõnatugevusega. Väärtusi väljendatakse tavaliselt eurodes dBu, dBµV ja dBm. Igal üksusel on nii teeneid kui ka ühist kasutamist teatud erialadel raadioside tööstus. Laialt levinud segadus nende omavaheliste suhete osas põhjustab aga nii pettumusi kui ka arusaamatusi süsteemi ülesehituse ja tegeliku toimimise osas. Järgnevaid termineid arutatakse pikemalt.

● dBu on E (elektrivälja intensiivsus), detsibellides alati üle ühe mikrovoldi / meetri (dBµV / m)

● dBµV (kasutades u asemel kreeka tähte u ["mu"]) on pinge, mis on väljendatud dB-des ühe mikrovolti kohal konkreetse koormuse impedantsina; maapealses mobiilside- ja leviedastuses on see tavaliselt 50 oomi.

● dBm on dB-des väljendatud võimsustase üle ühe millivati

# Elektrivälja intensiivsus
Elektrivälja intensiivsuse ühik dBu on ühik, mida Föderaalne Kommunikatsioonikomisjon kasutab väljatugevuse osas laialdaselt. Tõelist elektrivälja tugevust väljendatakse alati mõnes suhtelises väärtuses voltides / meetris - mitte kunagi voltides ega millivattides. Elektrivälja intensiivsus ei sõltu sagedusest, antenni võimendusest, antennist impedants ja vastuvõtmine edastamine liini kaotus. Seetõttu saab seda mõõtu kasutada absoluutse mõõtmena teeninduspiirkondade kirjeldamiseks ja erinevate edastusvõimaluste võrdlemiseks, sõltumata paljudest muutujatest, mille erinevad vastuvõtjakonfiguratsioonid kasutusele võtavad.

Kui rajal on takistusteta vaateväli ja kui esimesest Fresneli tsoonist ei jää ükski takistus, mis tooks kaasa täiendava sumbumise, on saadud elektrivälja tugevus ligilähedane vaba ruumi omale ja selle võib arvutada järgmise võrrandi abil:

kus:
● ERP on väljendatud dB üle 1 kW

● d on vahemaa, väljendatud kilomeetrites

Vaata ka: >> Antenni võimenduse põhialuste mõistmine

#Vastatud pinge ja võimsus
Kuigi arvutused Elektrivälja tugevuse parameetrid ei sõltu ülalnimetatud vastuvõtja omadustest, vastuvõtja sisendisse edastatava pinge ja vastuvõetud võimsuse prognoosimisel tuleb kõiki neid tegureid hoolikalt arvesse võtta. Korrelatsioon vastuvõtja sisendile rakendatud elektrivälja tugevuse ja pinge vahel on võimatu, kui kogu ülalnimetatud teave pole teada ja süsteemi kavandamisel arvesse võetud.

Kui identsete tingimuste korral rakendatakse täpselt samu tingimusi (tee, sagedus, efektiivne kiirgusvõimsus jne), võimaldavad järgmised võrrandid süsteemi kujundajal tõlkida erinevate süsteemide vahel täie enesekindlusega.

Väljatugevust vastuvõetud pinge, vastuvõtuantenni võimenduse ja sageduse funktsioonina antennile, mille takistus on 50 oomi, võib väljendada järgmiselt:


Lahendatud vastuvõetud pinge jaoks saab see võrrand:

50 oomi koormuse võimsuse ja pinge arvutamiseks:

Pinge välja väärtuse asendamine ekv. 7:

Pange tähele, et takistuse (Z) väärtuste, välja arvatud 50Ω, üldisem võrrand on:

Ja välja väärtuse asendamine pingega ekv. 7:

kus:
● Gr on vastuvõtva antenni isotroopne võimendus

● Z on süsteemi takistus oomides

Kui "väljatugevuse kontuur" on joonistatud ja identifitseeritud dBm-des või mikrovoltides (dBµV), on oluline teada neid sageduse ja antenni võimenduse väärtusi. Kasutaja peab mõistma, et sellised "kontuurid" kehtivad ainult ühe sageduse ja ennustamiseks kasutatava konkreetse vastuvõtuantenni võimenduse kohta. Vastuvõtva antenni edastusliinil on ka kindel kaotus - sageli eeldatakse, et see on kadudeta.

Nendel põhjustel on sellised "kontuurid" katteprognoosidena mitmetähenduslikud, kui kõik vastuvõtva antenni võimendused ja ülekandeliini kaod ei ole kõigi vastuvõtjate jaoks identsed. Edastatud signaali adekvaatseks vastuvõtmiseks vajaliku väljatugevuse taseme määramiseks kasutage ülaltoodud võrrandit 6, võttes arvesse sagedust, vastuvõtuantenni võimendust ja vastuvõtja soovitud pingetaseme vastuvõtja soovitud vaikustumist.

Vaata ka: >> Mis on VSWR: pinge püsiva laine suhe 

Need ennustused kehtivad antenni klemmide pinge kohta. Vastuvõtja sisendi tegelikul pinge ja võimsuse tasemel tuleb arvestada vastuvõtva ülekandeliini lisakadudega. See signaali kadu on eriti kriitiline kõrgetel sagedustel, kui kaablid on pikad.

Joonis 3: Elektriväli ja reloovutatud pinge ja võimsus

Joonis 3 võtab kokku elektrivälja tugevuse ning vastuvõtja sisendklemmide pinge ja võimsuse vahelise seose.

Elektrivälja tugevus (dBu) on ainult järgmiste funktsioonide funktsioon:

● saatja efektiivne kiirgusvõimsus.

● Kaugus saatjast.

● Maastiku takistustest tulenevad kahjud.

Kuna elektrivälja tugevus ei sõltu vastuvõtja omadustest, on see kasulik standard katvusalade arvutamiseks.

Elektriväli indutseerib antennis pinge, kandes antenni toite üle. Pinge (dBµV) antenni klemmides on antenni võimenduse funktsioon konkreetsel sagedusel. Antenni klemmides saadaolev võimsus (dBm) sõltub ka antenni impedantsist (tavaliselt 50 oomi).

Edastusliin (tavaliselt koaksiaalkaabel või lainejuhe) ühendab antenni klemmid vastuvõtja sisendklemmidega. Pinge ja võimsus vastuvõtja sisendklemmides vähenevad selle ülekandeliini kadude tõttu. Ülekandeliinide kaod sõltuvad ülekandeliini suurusest ja tüübist ning töösagedusest. Lisaks mõjutavad vastuvõtja sisendklemmidele ülekantud energiat muud kaod. Vt "Tüüpilised kadude väärtused" tehniliste viidete jaotises, et saada lisateavet sõidukisiseste kadude, keha lähedusest tingitud pihuarvutite vastu võtmise kohta jne.

Vaata ka: >> Mis vahe on AM ja FM vahel? 

# Kokkuvõte
Selle teabe ilmne järeldus on, et erineva antennivõimendusega vastuvõtusüsteemid vajavad nõuetekohaseks tööks oluliselt erinevaid elektrivälja tugevuse väärtusi. Suure võimendusega püsivalt paigaldatud katuseantenniga mobiilvastuvõtja jaoks arvutatud teeninduspiirkonna kontuur (dBµV või dBm) võib olla eksitav väikese võimendusega antenni käeshoitavate seadmetega kasutajate jaoks.

Tegeliku pakutud seadme ja ülaltoodud võrrandite põhjal saab süsteemi projekteerija nüüd arvutada konkreetse vastuvõtusüsteemi jaoks vajaliku tegeliku väljatugevuse. Vastuvõtjate kasutamine piirkondades, kus väljatugevus vastab või ületab seadme kavandatud taset, võib eeldada süsteemi rahuldavat toimimist. Välja intensiivsussüsteemi võrede tehnilises viites käsitletakse elektrivälja intensiivsuse väärtuste (arvutatud dBu koos TAP-ga) teisendamist muudeks ühikuteks, et joonistada otse dBm või dBµV.

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri