Адзінкі напружанасці поля

"У чым розніца паміж dBu, dBm, dBuV і іншымі блокамі? Існуе вялікая блытаніна, калі інжынеры, тэхнікі і прадаўцы абсталявання распавядаюць пра адзінкі ўзмацнення антэны і напружанасці поля. Людзі розных дысцыплін радыёсувязі бачацьм размаўляю на розных мовах і большасць людзей не шматмоўныя. ----- FMUSER " 

# Адзінкі ўзмацнення антэны
У той час як напружанасць поля ў любым месцы не залежыць ад ўзмацненне антэны, прынятага напружання на прыёмніку няма. Таму спачатку разгледзім узмацненне антэны

Каэфіцыент узмацнення можа быць выражаны альбо множнікам магутнасці, альбо ў дБ. Каэфіцыент узмацнення антэны, паказаны ў дБ, адносіцца альбо да ізатропнага, альбо да паўхвалі дыпольнага. Мікрахвалевая прамысловасць паўсюдна ўсталявала канвенцыю аб узмацненні антэны ў dBi (спасылаючыся на ізатропную). Сухапутная мабільная індустрыя мае практычна паўсюднае ўзмацненне антэны як dBd (спасылаецца на паўхвалевы дыполь, а не на ізатропны). 

Глядзіце таксама: >> У чым розніца паміж "dB", "dBm" і "dBi"?  

Калі вытворца пералічвае ўзмацненне як dBвы можаце звычайна лічыць, што ўзмоцнены ўзмацненне dBd. Вытворцы вяшчальнай антэны звычайна спасылаюцца на каэфіцыент узмацнення, калі ўваходная магутнасць антэны памнажаецца на гэты каэфіцыент, каб атрымаць эфектыўную выпраменьваную магутнасць.

Самая простая антэна - ізатропны радыятар. Гэта тэарэтычная антэна, якая выпраменьвае аднолькавы ўзровень энергіі ва ўсіх напрамках, калі сіла падаецца на антэну. Нават нягледзячы на ​​тое, што антэну такога тыпу нельга пабудаваць, выкарыстанне канцэпцыі забяспечвае адзіны стандарт, на падставе якога можна адкалібраваць і параўнаць прадукцыйнасць усіх вырабленых антэн.

Малюнак 1: Паўхвалевы дыполь супраць ізатропнай антэны

Антэна, якую можна лёгка пабудаваць, - гэта дыполь на паўхвалі. Паўхвалі дыпольныя антэна каэфіцыент узмацнення на 2.15 дБ перавышае ізатропную антэну. Дыполь канцэнтруе энергію ў пэўных напрамках, так што выпраменьванне ў гэтых напрамках перавышае выпраменьванне з ізатропнай крыніцы з аднолькавай уваходнай магутнасцю.

Глядзіце таксама: >> Ці лепш павялічыць антэну?

Такім чынам, каэфіцыент каэфіцыента ўзмацнення антэны, звязанай з ізатропным выпраменьвальнікам, з'яўляецца узмацненнем, якое адносіцца да дыполя на паўхвалі, плюс 2.15 дБ:

Як паказана на малюнку 1 (і на малюнку 2), можна разглядаць накіраваную антэну (уключаючы паўхвалевы дыполь) для канцэнтрацыі наяўнай энергіі, якая паступае ў антэну, арыентуючы энергію, выпраменьваную з антэны ў патрэбны кірунак. Энергія, выпраменьваная ў патрэбным кірунку, павялічваецца за кошт памяншэння энергіі, выпраменьванай у іншым кірунку.

Напрыклад, коллінеарны масіў з чатырох дыпальных антэн звычайна мае каэфіцыент узмацнення 6 дБд. Гэтая ж антэна будзе мець каэфіцыент узмацнення 8.15 дБі (спасылаецца на ізатропны).

Малюнак 2: Прырост у dBd vs. дБи

Глядзіце таксама: >> Парады па вымярэнні ўзмацнення антэны 

Накіраваныя ўзоры антэны часам малююцца як узмацненне ў дБ вышэй паўхвалевага дыполя. Іншыя малюнкі адлюстроўваюцца як адноснае напружанне поля. Яны наўпрост перадаюцца да таго часу, пакуль не будзе вядомы абсалютны каэфіцыент узмацнення ў dBd або dBi асноўнай долі антэны. Ураўненне выглядае наступным чынам:


дзе:
● G - узмацненне ў дБ па пэўным азімуце

● Gm - гэта максімальны прырост магутнасці ў дБ, які адносіцца да паўхвалі дыполя

● Rv - адносна напружанне поля для пэўнага азімута

●Каб пераўтварыць значэнне ўзмацнення (у дБ) па пэўным азімуце ў адноснае значэнне поля, выкарыстоўвайце наступнае ўраўненне:


Калі вядомыя максімальная эфектыўная выпраменьваная магутнасць і адноснае напружанне поля на пэўным азімуце, эфектыўная выпраменьваная магутнасць па гэтым пэўным азімуце вылічваецца з наступнага ўраўнення:

дзе:
● Rp - гэта эфектыўная выпраменьваная магутнасць па пэўным азімуце (у ватах, кВт і г.д.)

● P - эфектыўная выпраменьваная магутнасць у асноўнай долі (макс.) У гарызантальнай плоскасці (у ватах, кВт і г.д.)

Глядзіце таксама:>> Асноўная тэорыя антэнаў: dBi, dB, dBm dB (mW)

Адзінкі інтэнсіўнасці поля
Існуе таксама вялікая блытаніна ў слоўніку па трываласці поля (яго таксама называюць інтэнсіўнасць поля). Значэнні звычайна выражаюцца ў dBu, dBµV і dBm. Кожны блок мае як заслугі, так і агульнае выкарыстанне ў пэўных дысцыплінах прамысловасць радыёсувязі. Аднак шырокая блытаніна ў тым, як яны ставяцца адзін да аднаго, выклікае як расчараванне, так і непаразуменне адносна дызайну сістэмы і рэальнай працы. Наступныя тэрміны будуць абмеркаваны падрабязна.

● dBu E (інтэнсіўнасць электрычнага поля) заўсёды ў дэцыбелах вышэй аднаго мікравольта / метра (dBµV / m)

● dBµV (выкарыстоўваючы грэчаскую літару µ ["mu"] замест u) - напружанне, выражанае ў dB вышэй аднаго мікравольта, у пэўны імпеданс нагрузкі; у наземных мабільных і вяшчальных перадачах звычайна гэта 50 Ом.

● дБм - узровень магутнасці, выражаны ў дБ вышэй аднаго міліват

# Напружанасць электрычнага поля
Блок напружанасці электрычнага поля dBu - гэта прылада, якое шырока выкарыстоўваецца Федэральнай камісіяй сувязі пры звароце да напружанасці поля. Праўдзівая напружанасць электрычнага поля заўсёды выражаецца ў нейкай адноснай велічыні вольт / метр - ніколі ў вольтах або міліват. Інтэнсіўнасць электрычнага поля не залежыць ад частоты прыёму антэны, якая прымае антэну імпеданс і прыём перадача страта лініі. Такім чынам, гэтая мера можа быць выкарыстана як абсалютная мера для апісання абласцей службы і параўнання розных сродкаў перадачы, незалежных ад мноства пераменных, уведзеных у розных канфігурацыях прыёмніка.

Калі шлях мае бесперашкодную лінію гледжання і перашкоды не трапляюць у межах 0.5 першай зоны Фрэнеля, што прывядзе да дадатковага паслаблення, атрыманае напружанне электрычнага поля будзе прыблізнай вольнай прасторы і можа быць вылічана з наступнага ўраўнення:

дзе:
● ERP выражаецца ў дБ вышэй за 1 кВт

● d - адлегласць, выражанае ў кіламетрах

Глядзіце таксама: >> Разуменне асноў узмацнення антэны

# Атрыманае напружанне і магутнасць
Хоць Разлікі Напружанасць электрычнага поля не залежыць ад згаданых вышэй характарыстык прыёмніка, прагнозы напружання і прынятай магутнасці, якая падаецца на ўваход прымача, павінны ўважліва ўлічваць кожны з гэтых фактараў. Карэляцыя паміж напружанасцю электрычнага поля і напругай, які падаецца на ўваход прыёмніка, немагчымая, калі ў праекце сістэмы не вядома і не ўлічана ўся вышэйпералічаная інфармацыя.

Калі аднолькавыя ўмовы (тракт, частата, эфектыўная выпраменьваная магутнасць і г.д.) прымяняюцца да аднолькавых абставінаў, наступныя ўраўненні дазволяць дызайнеру сістэмы перавесці паміж рознымі сістэмамі поўную упэўненасць.

Напружанасць поля ў залежнасці ад прынятага напружання, узмацнення і прыёму антэны пры ўжыванні да антэны, імпеданс якой складае 50 Ом, можа быць выражана як:


Вырашана для прынятага напружання гэта раўнанне:

Для разлікаў магутнасці і напружання ў нагрузку 50 Ом:

Замена значэння поля на напружанне з ураўнення. 7:

Звярніце ўвагу, што больш агульнае ўраўненне для значэнняў імпедансу (Z), акрамя 50Ω:

І замяніўшы поле значэннем напружання ад ураўнення. 7:

дзе:
● Gr - ізатропнае ўзмацненне прыёмнай антэны

● Z - імпеданс сістэмы ў Оме

Калі "контур напружанасці поля" будуецца і ідэнтыфікуецца ў дБм або мікравольтах (дБмВ), важна ведаць гэтыя значэнні частоты і ўзмацнення антэны. Карыстальнік павінен разумець, што такія "контуры" сапраўдныя толькі для адной частаты і канкрэтнага ўзмацнення прыёмнай антэны, якая выкарыстоўваецца для прагназавання. Існуе таксама фіксаваная страта ў лініі перадачы прыёмнай антэны - часта лічыцца без страт.

Па гэтых прычынах такія "контуры" неадназначныя, як і прагнозы пакрыцця, калі ўсе прыёмы антэны і страты ў лініі перадачы не аднолькавыя для ўсіх прыёмнікаў. Каб вызначыць узровень напружанасці поля, неабходны для належнага прыёму перададзенага сігналу, выкарыстоўвайце раўнанне 6 вышэй, улічваючы частату, узмацненне антэны і неабходны ўзровень напружання прыёмніка для патрэбнага ўзроўню зацішша ў прыёмніку.

Глядзіце таксама: >> Што такое VSWR: Стаўленне напружання да хвалі 

Гэтыя прагнозы адносна напружання на антэнных раздымах. Фактычны ўзровень напружання і магутнасці на ўваходзе прыёмніка павінен улічваць дадатковыя страты, прысутныя ў прыёмнай лініі электраперадачы. Гэта страта сігналу асабліва важная пры высокіх частотах, калі кабелі доўгія.

Малюнак 3: Электрычнае поле і паўторнаеспыняецца напружанне і магутнасць

На малюнку 3 абагульнена сувязь паміж напружанасцю электрычнага поля і напругай і магутнасцю на ўваходных клемах прыёмніка.

Напружанне электрычнага поля (у dBu) з'яўляецца функцыяй толькі:

● Эфектыўная выпраменьваная магутнасць перадатчыка.

● Адлегласць ад перадатчыка.

● Страты ад перашкод на мясцовасці.

Паколькі напружанне электрычнага поля не залежыць ад любых характарыстык прыёмніка, гэта карысны стандарт для вылічэння абласцей пакрыцця.

Электрычнае поле выклікае напружанне ў антэне, перадаючы магутнасць у антэну. Напружанне (dBµV) на клемах антэны з'яўляецца функцыяй ўзмацнення антэны для пэўнай разгляданай частаты. Магутнасць (дБм), якая ўзнікае ў антэнных раздымах, таксама з'яўляецца функцыяй імпедансу антэны (звычайна 50 Ом).

Лінія перадачы (як правіла, кааксіяльны кабель або хвалявод) злучае антэнныя клемы з уваходнымі раздымамі прыёмніка. Напружанне і магутнасць на ўваходных клеммах прыёмніка памяншаюцца стратамі ў гэтай лініі электраперадачы. Страты лініі электраперадачы залежаць ад памеру і тыпу лініі электраперадачы і рабочай частаты. Акрамя таго, іншыя страты ўплываюць на магутнасць, якая перадаецца на ўваходныя клемы прыёмніка. Гл. "Тыповыя значэнні страт" у раздзеле тэхнічнай даведкі для атрымання дадатковай інфармацыі аб стратах у транспартных сродках, стратах з-за блізкасці кузава да кішэнных прыёмнікаў і г.д.

Глядзіце таксама: >> Якая розніца паміж AM і FM? 

# Выснова
Відавочны вывад з гэтай інфармацыі заключаецца ў тым, што для правільнай працы прыёмных сістэм з розным узмацненнем антэны патрабуюцца значна розныя значэнні сілы электрычнага поля. Контур зоны абслугоўвання (у дБмВ або дБм), разлічаны для мабільнага прыёмніка з высокім узмацненнем пастаянна усталяванай антэны даху, можа ўводзіць у зман карыстальнікаў з ручнымі прыладамі з нізкім узмацненнем антэны.

Зыходзячы з рэальнага прапанаванага абсталявання і вышэйзгаданых раўнанняў, канструктар сістэмы зараз можа разлічыць фактычную напружанасць поля, неабходную для любой канкрэтнай прыёмнай сістэмы. Працуючы з прыёмнікамі ў месцах, дзе напружанасць поля адпавядае або перавышае ўзровень праектавання абсталявання, можна чакаць, што гэта дасць здавальняючыя характарыстыкі сістэмы. У раздзеле тэхнічнай даведкі сеткі напружанасці поля разглядаецца пераўтварэнне значэнняў напружанасці электрычнага поля (вылічаецца ў dBu пры дапамозе TAP) у іншыя прылады для пабудовы графікаў непасрэдна ў дБм або дБмВ.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў