"تفاوت بین dBu ، dBm ، dBuV و سایر واحدها چیست؟ وقتی مهندسین ، تکنسین ها و فروشندگان تجهیزات تجهیزات در مورد واحدهای افزایش آنتن و قدرت میدان صحبت می کنند ، سردرگمی زیادی وجود دارد. افراد در رشته های مختلف صنعت ارتباطات رادیویی می بینندبه زبان های مختلف صحبت می کنم و بیشتر مردم چند زبانه نیستند. ----- FMUSER "

در این مقاله درباره واحدهای افزایش و شدت میدان بحث شده و نحوه تبدیل بین بعضی از این واحدها در صورت لزوم توضیح داده خواهد شد. "

# کاربری آنتن گین
در حالی که قدرت میدان در هر مکان مستقل از است آنتنولتاژ دریافت شده در گیرنده نیست. بنابراین ، اجازه دهید ابتدا سود آنتن را در نظر بگیریم

سود ممکن است به صورت چند برابر کننده قدرت یا در dB بیان شود. افزایش آنتن در dB به ایزوتروپیک یا قطر نیم موج گفته می شود. صنعت مایکروویو به طور جهانی کنوانسیون افزایش گزارش استفاده از آنتن در dBi (اشاره به ایزوتروپیک) را ایجاد کرده است. صنعت زمینی تلفن همراه تقریباً به طور جهانی سود آنتن را به عنوان dBd بیان کرده است (به یک قطر نیم موج به جای ایزوتروپیک اشاره دارد).

در همین رابطه: تفاوت بین "dB" ، "dBm" و "dBi" چیست؟

هنگامی که یک تولید کننده سود را به عنوان لیست می کند dB، شما ممکن است فرض کنید که سود ارجاع شده dBd است. تولیدکنندگان آنتن پخش معمولاً به سود چند برابر کننده اشاره می کنند که در آن قدرت ورودی آنتن با این افزایش ضرب می شود تا قدرت تابش مؤثر را بدست آورد.

ساده ترین آنتن رادیاتور ایزوتروپیک است. این یک آنتن تئوریکی است که هنگام اعمال قدرت بر روی آنتن ، در تمام جهات همان انرژی را اشعه می کند. حتی اگر این نوع آنتن در واقع قابل ساخت نباشد ، استفاده از این کانسپت استانداردی یکنواخت را ارائه می دهد که عملکرد کلیه آنتن های ساخته شده را می توان کالیبره و مقایسه کرد.

شکل 1: دو قطبی نیمه موج در مقابل آنتن ایزوتروپیک

یک آنتن که به راحتی ساخته می شود ، دو قطبی نیم موج است. طول موج نیم آنتن دو قطبی سود 2.15 دسی بل بیشتر از آنتن ایزوتروپیک دارد. دو قطبی انرژی را از جهات مشخصی متمرکز می کند ، به طوری که تابش در آن جهت بیشتر از تابش حاصل از یک منبع ایزوتروپیک با همان قدرت ورودی است.

در همین رابطه: آیا آنتن بهتر به دست می آید؟

بنابراین ، افزایش یک آنتن که به یک رادیاتور ایزوتروپیک ارجاع شده است ، منفعتی است که به قطر نیم موج نیم به علاوه 2.15 dB اشاره دارد:

(1) GdBi = GdBd + 2.15

همانطور که در شکل 1 (و شکل 2) نشان داده شده است ، آنتن جهت دار (شامل قطره نیم موج) می تواند در نظر گرفته شود که انرژی موجود در آنتن را متمرکز می کند و انرژی تابش شده از آنتن را به سمت جهت مورد نظر متمرکز می کند. انرژی با تابش در جهت (های) مورد نظر با کاهش انرژی تابش شده در جهت (های) دیگر افزایش می یابد.

به عنوان مثال ، یک آرایه کولر از چهار آنتن دو قطبی به طور معمول سود 6 dBd را به همراه خواهد داشت. این آنتن همان خواهد بهره 8.15 دسی (اشاره به ایزوتروپیک) است.

شکل 2: در dBd vs. DBI

در همین رابطه: >> نکاتی درباره اندازه گیری آنتن

الگوهای آنتن جهت دار گاهی اوقات به عنوان افزایش در دسی بل در بالای قطر نیم موج ترسیم می شود. الگوهای دیگر به عنوان ولتاژ میدان نسبی نشان داده شده اند. اینها بطور مستقیم قابل انتقال هستند تا زمانی که کسی سود مطلق dBd یا dBi لوب اصلی آنتن را بداند. معادله به شرح زیر است:

(2) G (dB) = Gm (dBd) + 20 log Rv

که در آن:
● G افزایش در dB در بد اخلاقی خاص است

● Gm حداکثر افزایش توان در dB است که به قطر نیم موج اشاره شده است

● Rv ولتاژ میدان نسبی برای آزیموت خاص است

●برای تبدیل مقدار سود (در dB) در یک آزمایشی خاص به مقدار میدان نسبی ، از معادله زیر استفاده کنید:

(3) Rv = 10 (G - Gm) / 20

هنگامی که حداکثر توان تابش مؤثر و ولتاژ میدان نسبی در یک آزیموت خاص مشخص شود ، توان تابش مؤثر در آن آزیموت خاص از معادله زیر محاسبه می شود:

(4) Rp = P (Rv) 2

که در آن:
● Rp قدرت تابشی مؤثر بر روی آزیموت خاص (در وات ، کیلو وات و غیره) است

● P قدرت تابش مؤثر در لوب اصلی (حداکثر) در صفحه افقی (در وات ، کیلو وات و غیره) است.

در همین رابطه:>> تئوری اساسی آنتن: dBi ، dB ، dBm dB (mW)

واحدهای شدت میدان
همچنین در واژگان برای استحکام میدانی (که به آن شدت میدان نیز گفته می شود) سردرگمی زیادی وجود دارد. مقادیر معمولاً در بیان می شوند dBu ، dBµV و dBm. هر واحد در برخی رشته ها دارای شایستگی و کاربرد مشترک است صنعت ارتباطات رادیویی. با این حال ، سردرگمی گسترده در مورد چگونگی ارتباط آنها با یکدیگر باعث ناامیدی و سوء تفاهم در مورد طراحی سیستم و عملکرد واقعی می شود. اصطلاحات زیر به طول انجام خواهد شد.

● dBu E است (شدت میدان الکتریکی) همیشه در دسی بل های بالاتر از یک میکروولت بر متر (dBμV / m)

● dBµV (با استفاده از حرف یونانی μ ["mu"] به جای u) ولتاژ بیان شده در dB بالاتر از یک میکروولت به یک امپدانس بار خاص است. در تلفن همراه و پخش این میزان معمولاً 50 اهم است.

● dBm یک سطح قدرت است که در dB بالاتر از یک میلی وات بیان شده است

شدت میدان الکتریکی
واحد شدت میدان الکتریکی dBu واحدی است که هنگام مراجعه به استحکام میدان ، توسط کمیسیون ارتباطات فدرال مورد استفاده گسترده قرار می گیرد. استحکام میدان الکتریکی واقعی همیشه با مقداری نسبی ولت / متر بیان می شود - هرگز در ولت و میلی متر. شدت میدان الکتریکی مستقل از فرکانس ، دریافت آنتن ، دریافت آنتن است مقاومت ظاهری و دریافت انتقال از دست دادن خط بنابراین ، این اندازه گیری می تواند به عنوان یک اقدام مطلق برای توصیف مناطق خدمات و مقایسه امکانات انتقال مختلف مستقل از بسیاری از متغیرهای معرفی شده توسط تنظیمات گیرنده های مختلف ، مورد استفاده قرار گیرد.

هنگامی که یک مسیر دارای چشم انداز بدون مانع است و هیچ انسدادی در محدوده 0.5 از منطقه اول فرسن قرار نمی گیرد ، که می تواند ضعف بیشتری را معرفی کند ، قدرت میدان الکتریکی دریافتی تقریباً با فضای آزاد تقریبی خواهد بود و ممکن است از معادله زیر محاسبه شود:

(5) E (dBµV / m) = 106.92 + ERP (dBk) - 20 log d (km)

که در آن:
● ERP در dB بالاتر از 1 kW بیان می شود

● d فاصله ای در کیلومتر بیان شده است

در همین رابطه: >> درک اصول اولیه آنتن

# ولتاژ و نیرو گرفته شده
هر چند محاسبات از قدرت میدان الکتریکی مستقل از ویژگی های گیرنده در بالا ذکر شد، پیش بینی از ولتاژ و توان دریافت عرضه شده به ورودی یک گیرنده باید به دقت هر یک از این عوامل را به حساب. ارتباط بین قدرت میدان الکتریکی و ولتاژ اعمال شده بر ورودی گیرنده غیرممکن است ، مگر اینکه تمام اطلاعات ذکر شده فوق در طراحی سیستم شناخته شده و در نظر گرفته شود.

هنگامی که شرایط دقیقاً یکسان (مسیر ، فرکانس ، نیروی تابش مؤثر و غیره) برای شرایط یکسان اعمال شود ، معادلات زیر به طراح سیستم اجازه می دهد تا بین سیستم های مختلف با اطمینان کامل ترجمه کند.

مقاومت میدانی به عنوان تابعی از ولتاژ دریافتی ، افزایش آنتن و فرکانس در هنگام استفاده از آنتن که مقاومت آنها 50 اهم است ، می تواند به صورت زیر بیان شود:

(6) E (dBµV / m) = E (dBµV) - Gr (dBi) + 20log f (MHz) - 29.8

برای ولتاژ دریافت شده این معادله حل می شود:

(7) E (dBµV) = E (dBµV / متر) + گرم (dBi) - 20log f (MHz) + 29.8

برای محاسبه توان و ولتاژ به میزان 50 اهم:

(8) P (dBm) = E (dBµV) - 107

جایگزینی مقدار میدان برای ولتاژ از Eq. 7:

(9) P (dBm) = E (dBµV / m) + Gr (dBi) - 20log F (MHz) - 77.2

توجه داشته باشید که معادله کلی تر برای مقادیر امپدانس (Z) به غیر از 50Ω است:

(8a) P (dBm) = E (dBµV) - 20log (√Z) - 90

و مقدار میدان را برای ولتاژ از Eq جایگزین کنید. 7:

(9a) P (dBm) = E (dBµV / m) + Gr (dBi) - 20log F (مگاهرتز) - 20log (√Z) - 60.2

که در آن:
● Gr سود ایزوتروپی آنتن دریافت کننده است

● Z امپدانس سیستم در اهم است

هنگامی که "کانتور قدرت میدان" در dBm یا میکروولت ها (dBμV) ترسیم و مشخص می شود ، دانستن این مقادیر فرکانس و افزایش آنتن مهم است. کاربر باید بفهمد که چنین "کانتورها" فقط برای یک فرکانس و همچنین خاص دریافت آنتن گیرنده مورد استفاده برای پیش بینی معتبر است. همچنین خط انتقال آنتن گیرنده ضرر ثابت دارد - که اغلب فرض می شود بدون ضرر است.

به همین دلایل ، چنین "کانتورها" مانند پیش بینی پوشش مبهم هستند ، در حالی که همه دریافت های آنتن و تلفات خط انتقال برای همه گیرنده ها یکسان نیست. برای تعیین سطح قدرت میدانی لازم برای دریافت کافی سیگنال منتقل شده ، از معادله 6 در بالا ، با در نظر گرفتن فرکانس ، دریافت افزایش آنتن و سطح مورد نیاز ولتاژ گیرنده برای سطح مطلوب آرامش در گیرنده استفاده کنید.

در همین رابطه: VSWR چیست: نسبت موج ایستاده ولتاژ

این پیش بینی ها برای ولتاژ در پایانه های آنتن است. میزان ولتاژ و قدرت واقعی در ورودی گیرنده باید ضرر اضافی موجود در خط انتقال گیرنده را در نظر بگیرد. در صورت طولانی بودن کابل ها ، این افت سیگنال به ویژه در فرکانس های بالا بسیار مهم است.

شکل 3: میدان الکتریکی و دوبارهولتاژ و برق متوقف شده است

شکل 3 رابطه بین قدرت میدان الکتریکی و ولتاژ و نیرو در پایانه های ورودی گیرنده را خلاصه می کند.

قدرت میدان الکتریکی (در dBu) تابعی است از:

power توان پرتوی مؤثر فرستنده.

● فاصله از فرستنده.

● ضررهای ناشی از انسداد زمین.

از آنجا که قدرت میدان الکتریکی مستقل از هرگونه ویژگی گیرنده است ، یک استاندارد مفید برای محاسبه مناطق تحت پوشش است.

میدان الکتریکی با انتقال ولتاژ به آنتن ، ولتاژ را به آنتن می دهد. ولتاژ (dBµV) در پایانه های آنتن تابعی از افزایش آنتن برای فرکانس خاص مورد نظر است. توان (dBm) موجود در پایانه های آنتن نیز تابعی از امپدانس آنتن است (معمولاً 50 اهم).

خط انتقال (معمولاً کابل کواکسیال یا موجبر) پایانه های آنتن را به پایانه های ورودی گیرنده متصل می کند. ولتاژ و توان در پایانه های ورودی گیرنده با اتلاف در این خط انتقال کاهش می یابد. تلفات خط انتقال تابعی از اندازه و نوع خط انتقال و فرکانس عامل است. علاوه بر این ، سایر تلفات بر قدرت منتقل شده به پایانه های ورودی گیرنده تأثیر می گذارد. برای اطلاعات بیشتر در مورد خسارت در داخل وسایل نقلیه ، تلفات ناشی از نزدیکی بدنه با گیرنده های دستی و غیره ، "مقادیر ضرر معمولی" را در بخش مرجع فنی مراجعه کنید.

در همین رابطه: تفاوت بین AM و FM چیست؟

#نتیجه
نتیجه گیری آشکار از این اطلاعات این است که دریافت سیستم های دارای دستاوردهای مختلف آنتن برای عملکرد مناسب به مقادیر قدرت میدان الکتریکی به میزان قابل توجهی متفاوت نیاز دارند. یک کانتور منطقه خدماتی (به dBµV یا dBm) که برای گیرنده سیار با یک آنتن سقف نصب شده دائمی در نظر گرفته شده است ، می تواند برای کاربرانی که واحدهای دستی آنتن کم دارند ، گمراه کننده باشد.

براساس تجهیزات واقعی پیشنهادی و معادلات فوق ، طراح سیستم هم اکنون می تواند قدرت واقعی واقعی لازم برای هر سیستم دریافت خاص را محاسبه کند. انتظار می رود عملکرد گیرنده ها در مناطقی که قدرت میدان با آن ملاقات کرده یا از سطح طراحی تجهیزات فراتر رود ، عملکرد سیستم رضایت بخش را ایجاد کند. بخش مرجع فنی Field Intensions Grids در مورد تبدیل مقادیر شدت میدان الکتریکی (محاسبه شده در dBu با TAP) به واحدهای دیگر برای ترسیم مستقیم در dBm یا dBµV می پردازد.

قبلی:نکاتی درباره اندازه گیری آنتن

بعد:آیا آنتن بهتر به دست می آید؟

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...