Jedinice intenziteta polja

"Koja je razlika između dBu, dBm, dBuV i ostalih jedinica? Velika je zbrka kada inženjeri, tehničari i prodavači opreme razgovaraju o jedinicama prirasta antene i jačine polja. To vide ljudi iz različitih disciplina radiokomunikacijske industrijeGovorim različitim jezicima i većina ljudi nije višejezična. ----- FMUSER " 

# Jedinice dobivanja antene
Iako je jakost polja na bilo kojem mjestu neovisna dobitak antene, primljeni napon na prijemniku nije. Stoga, razmotrimo najprije dobitak antene

Dobitak se može izraziti bilo kao multiplikator snage ili u dB. Dobitak antene naveden u dB odnosi se bilo na izotropni ili na pola valni dipol. Industrija mikrovalova općenito je uspostavila konvenciju izvještavanja o pojačanju antene u dBi (upućeno na izotropne). Kopnena mobilna industrija ima gotovo univerzalno izraženi antenski dobitak kao dBd (referencirajući na pola vala dipola, a ne izotropnog.) 

Vidi također: >> Koja je razlika između "dB", "dBm" i "dBi"?  

Kad proizvođač navede dobitak kao dB, možete generalno pretpostaviti da je referentni dobitak dBd. Proizvođači emitiranih antena obično se pozivaju na pojačanje množitelja gdje se ulazna snaga antene množi s tim pojačanjem kako bi se dobila efektivna zračena snaga.

Najjednostavnija antena je izotropni radijator. Ovo je teoretska antena koja zrači istu razinu energije u svim smjerovima kada se na antenu napaja snaga. Iako se ova vrsta antena zapravo ne može konstruirati, upotreba koncepta pruža jedinstven standard na temelju kojeg se performanse svih proizvedenih antena mogu kalibrirati i usporediti.

Slika 1: Poluvalni dipol protiv izotropne antene

Antena koja se lako može graditi je dipol polu-valne duljine. Poluslovna duljina dipol antena ima dobit od 2.15 dB veća od izotropne antene. Dipol koncentrira energiju u određenim smjerovima, tako da je zračenje u tim smjerovima veće od zračenja izotropnog izvora s istom ulaznom snagom.

Vidi također: >> Da li je bolji dobitak antene?

Prema tome, dobitak antene koja se odnosi na izotropni radijator je dobitak koji se odnosi na dipol polu-valne duljine plus 2.15 dB:

Kao što je prikazano na slici 1 (i slici 2), može se smatrati da usmjerena antena (uključujući poluvalni dipol) koncentrira raspoloživu energiju koja se dovodi u antenu, usredotočujući energiju koju zrači antena u željenom smjeru. Energija zračena u željenom smjeru povećava se smanjenjem energije zračene u nekom drugom smjeru.

Na primjer, kolinearni niz od četiri dipolne antene obično će dobiti 6 dBd. Ta ista antena imat će dobitak od 8.15 dBi (upućeno na izotropne).

Slika 2: Dobitak u dBd vs. dBi

Vidi također: >> Savjeti za mjerenje dobitaka antene 

Obrasci usmjerenih antena ponekad se prikazuju kao dobitak u dB-u iznad dipola polu-vala. Ostali obrasci prikazani su kao relativni napon polja. To su izravno prenosive sve dok se zna apsolutni dobitak u dBd ili dBi glavnog režnja antene. Jednadžba je sljedeća:


gdje su:
● G je dobitak u dB na određenom azimutu

● Gm je maksimalni dobitak snage u dB-u na koji se odnosi polupolni dipol

● Rv je relativni napon polja za određeni azimut

●Za pretvaranje vrijednosti pojačanja (u dB) na određenom azimutu u relativnu vrijednost polja, koristite sljedeću jednadžbu:


Kada su poznata najveća efektivna snaga zračenja i relativni napon polja na određenom azimutu, efektivna snaga zračenja na tom određenom azimutu izračunava se iz sljedeće jednadžbe:

gdje su:
● Rp je efektivna snaga zračenja na određenom azimutu (u vatima, kW, itd.)

● P je efektivna snaga zračenja u glavnom udjelu (max) u vodoravnoj ravnini (u vatima, kW, itd.)

Vidi također:>> Osnovna teorija antena: dBi, dB, dBm dB (mW)

Jedinice intenziteta polja
Također postoji velika zbrka u rječniku za jačinu polja (koja se naziva i intenzitetom polja). Vrijednosti su obično izražene u dBu, dBµV i dBm, Svaka jedinica ima i zasluge i zajedničku uporabu u određenim disciplinama u programu industrija radiokomunikacija, Međutim, raširena zbrka u odnosu na međusobnu povezanost uzrokuje frustraciju i nesporazume oko dizajna sustava i stvarnih performansi. Sljedeći će se pojmovi detaljno raspravljati.

● dBu je E (intenzitet električnog polja) uvijek u decibelima iznad jednog mikrovolta / metra (dBµV / m)

● dBµV (upotrebom grčkog slova µ ["mu"] umjesto u) je napon izražen u dB iznad jednog mikrovolta u specifičnu impedanciju opterećenja; u kopnenom mobilnom i prijenosnom programu to je obično 50 ohma.

● dBm je razina snage izražena u dB iznad jednog milivata

#Električna polja intenzitet
Jedinica intenziteta električnog polja dBu je jedinica koju Federalno povjerenstvo za komunikacije općenito koristi kada se odnosi na jačinu polja. Prava jakost električnog polja uvijek se izražava u nekoj relativnoj vrijednosti volti / metru - nikad u voltima ili milivatima. Intenzitet električnog polja ne ovisi o frekvenciji, ojačanju antene, prijemnoj anteni otpor i primanje prijenos gubitak na liniji. Stoga se ova mjera može upotrijebiti kao apsolutna mjera za opisivanje područja usluga i usporedbu različitih odašiljačkih uređaja neovisno o mnogim varijablama koje su unesene u različite konfiguracije prijemnika.

Ako staza ima nesputanu vidnu liniju i ako prepreke ne padnu unutar 0.5 Fresnelove zone, što bi uvelo dodatno prigušenje, primljeno jakost električnog polja približit će se slobodnom prostoru i može se izračunati iz sljedeće jednadžbe:

gdje su:
● ERP je izražen u dB iznad 1 kW

● d je udaljenost izražena u kilometrima

Vidi također: >> Razumijevanje osnova dobivanja antene

# Primljeni napon i snaga
Iako Izračuni jačina električnog polja neovisna je o gore spomenutim karakteristikama prijemnika, predviđanja napona i primljene snage isporučene na ulaz prijemnika moraju pažljivo uzeti u obzir svaki od ovih faktora. Povezanost između napona električnog polja i napona primljenog na ulaz prijemnika je nemoguća, osim ako su svi gore navedeni podaci poznati i uzeti u obzir u dizajnu sustava.

Kada se za identične okolnosti primijene potpuno isti uvjeti (putanja, frekvencija, efektivna zračena snaga itd.), Sljedeće jednadžbe omogućit će dizajneru sustava da s različitim pouzdanjem prevodi između različitih sustava.

Jačina polja kao funkcija primljenog napona, pojačanja antene i frekvencije primjene na anteni čija je impedancija 50 ohma može se izraziti kao:


Riješena za primljeni napon ova jednadžba postaje:

Za proračun snage i napona u opterećenju od 50 ohma:

Zamjena vrijednosti polja za napon iz Eq. 7:

Imajte na umu da je opća jednadžba za vrijednosti impedance (Z) osim 50Ω:

I zamjena vrijednosti polja za napon iz Eq. 7:

gdje su:
● Gr je izotropni dobitak prijemne antene

● Z je impedancija sustava u Ohmu

Kada se crta „kontura jačine polja“ crta i identificira u dBm ili mikrovoltima (dBµV), važno je znati ove vrijednosti frekvencije i pojačanja antene. Korisnik mora razumjeti da takve "konture" vrijede samo za jednu frekvenciju i za određeni dobitak antene koji se koristi za predviđanje. Tu je i fiksni gubitak u dalekovodu za prijemnu antenu - koji se često pretpostavlja da nema gubitaka.

Iz tih su razloga takvi „obrisi“ dvosmisleni kao i predviđanja pokrivanja, kada svi dobici antene i gubici dalekovoda nisu identični za sve prijemnike. Da biste odredili razinu jakosti polja potrebnu za adekvatno primanje prenesenog signala, upotrijebite gornju jednadžbu 6, uzimajući u obzir frekvenciju, primitak antene i potrebnu razinu napona prijemnika za željenu razinu prigušenja u prijemniku.

Vidi također: >> Što je VSWR: Omjer naponskog stalnog vala 

Ova predviđanja odnose se na napon na antenskim terminalima. Stvarna razina napona i snage na ulazu prijemnika mora uzeti u obzir dodatne gubitke prisutne u prijemnom dalekovodu. Ovaj gubitak signala posebno je kritičan na visokim frekvencijama kada su kablovi dugi.

Slika 3: Električno polje i reostvareni napon i snaga

Slika 3 prikazuje odnos između jakosti električnog polja i napona i snage na ulaznim stezaljkama prijemnika.

Jačina električnog polja (u dBu) samo je funkcija:

● efektivna zračena snaga odašiljača.

● Udaljenost od predajnika.

● Gubici od prepreka terena.

Kako je jačina električnog polja neovisna o svim karakteristikama prijemnika, to je koristan standard za računanje područja pokrivanja.

Električno polje inducira napon u anteni, prenoseći struju u antenu. Napon (dBµV) na terminalima antene je funkcija dobitka antene za određenu frekvenciju koja se razmatra. Snaga (dBm) koja je dostupna na antenskim terminalima je također funkcija impedancije antene (obično 50 Ohma).

Linija za prijenos (obično koaksijalni kabel ili valovod) povezuje antenske terminale s ulaznim terminalima prijemnika. Napon i snaga na ulaznim terminalima prijemnika smanjuju se gubitkom u ovom dalekovodu. Gubici dalekovoda ovise o veličini i vrsti dalekovoda i radnoj frekvenciji. Dodatno, ostali gubici utječu na snagu koja se prenosi na ulazne terminale prijemnika. Pogledajte "Tipične vrijednosti gubitaka" u odjeljku Tehničke upute za dodatne informacije o gubicima u vozilima, gubicima zbog blizine karoserije s ručnim prijemnicima itd.

Vidi također: >> Koja je razlika između AM i FM? 

#Zaključak
Očiti zaključak iz ovih podataka je da prijemni sustavi s različitim pojačanjem antene zahtijevaju značajno različite vrijednosti jačine električnog polja za pravilan rad. Kontura uslužnog područja (u dBµV ili dBm) izračunata za mobilni prijemnik s trajno postavljenom krovnom antenom s visokim pojačanjem može biti zabludu za korisnike s ručnim jedinicama s niskim pojačanjem.

Na temelju stvarne predložene opreme i gornjih jednadžbi, dizajner sustava sada može izračunati stvarnu jakost polja potrebnu za bilo koji određeni prijemni sustav. Rukovanje prijemnicima u područjima gdje jačina polja zadovoljava ili premašuje projektnu razinu opreme može se očekivati ​​da će proizvesti zadovoljavajuće performanse sustava. Tehnički referentni odjeljak polja intenziteta polja govori o pretvorbi vrijednosti intenziteta električnog polja (izračunato u dBu s TAP-om) u druge jedinice za crtanje izravno u dBm ili dBµV.

Ostavite poruku 

Lista Poruka