Njësitë e Intensitetit të Fushës

"Cili është ndryshimi midis dBu, dBm, dBuV dhe njësive të tjera? Ka një konfuzion të madh kur inxhinierët, teknikët dhe shitësit e pajisjeve flasin për njësitë e fitimit të antenës dhe forcës në terren. Njerëzit në disiplina të ndryshme të industrisë së telekomunikacionit radio shohintë flas gjuhë të ndryshme dhe shumica e njerëzve nuk janë shumë gjuhësorë. ----- FMUSER " 

# Njësitë e Antenës Gain
Ndërsa forca e fushës në çdo vend është e pavarur nga Fitimi antenë, ka marrë tension në marrës nuk është. Prandaj, le të shqyrtojmë së pari fitimin e antenës

Fitimi mund të shprehet si një shumëzues i energjisë ose në dB. Fitimi i antenës i shprehur në dB i referohet ose izotropit ose dipolit gjysmë të valës. Industria e mikrovalës ka krijuar në mënyrë universale konventën e raportit të fitimit të antenës në dBi (referuar izotropit). Industria e lëvizshme tokësore ka shprehur pothuajse në mënyrë universale fitimin e antenës si dBd (referuar një dipole gjysmë-valësh sesa izotropike.) 

Shih gjithashtu: >> Cili është ndryshimi midis "dB", "dBm" dhe "dBi"?  

Kur një prodhues liston një fitim si dB, në përgjithësi mund të supozoni se fitimi i referuar është dBd. Prodhuesit e antenave të transmetimit zakonisht i referohen një fitimi shumëzues ku fuqia hyrëse e antenës shumëzohet me këtë fitim për të dhënë fuqinë efektive të rrezatuar.

Antena më e thjeshtë është një radiator izotropik. Kjo është një antenë teorike që rrezaton të njëjtin nivel energjie në të gjitha drejtimet kur fuqia aplikohet në antenë. Edhe pse ky lloj i antenës nuk mund të ndërtohet, përdorimi i konceptit siguron një standard të njëtrajtshëm kundër të cilit performanca e të gjitha antenave të prodhuara mund të kalibrohet dhe krahasohet.

Figura 1: Dipoli gjysmë vale kundrejt antenës izotropike

Një antenë e cila mund të ndërtohet lehtësisht është një dipolë gjysmë-vale. Një gjatësi gjysmë vale antenë dipole ka një fitim prej 2.15 dB më i madh se një antenë izotropike. Dipoli përqendron energjinë në drejtime të caktuara, në mënyrë që rrezatimi në ato drejtime të jetë më i madh se rrezatimi nga një burim izotrop me të njëjtën fuqi hyrëse.

Shih gjithashtu: >> A është më mirë fitimi i antenës?

Prandaj, fitimi i një antene referuar një radiatori izotropik është përfitimi i referuar një diopole me gjatësi gjysmë vale plus 2.15 dB:

Siç tregohet në Figurën 1 (dhe Figura 2) një antenë e drejtuar (duke përfshirë një dipol gjysmë-valë) mund të konsiderohet se përqendron energjinë e disponueshme të ushqyer në antenë, duke përqendruar energjinë e rrezatuar nga antena në drejtimin e dëshiruar. Energjia e rrezatuar në drejtimin (et) e dëshiruar rritet duke zvogëluar energjinë e rrezatuar në disa drejtime të tjera.

Për shembull, një grup kolerar prej katër antenash diopole zakonisht do të ketë një fitim prej 6 dBd. Kjo antenë e njëjtë do të ketë një fitim prej 8.15 dBi (referuar izotropikës).

Figura 2: Fitoni në dBd vs. DBI

Shih gjithashtu: >> Këshilla mbi Matjen e Fitimit të Antenave 

Modelet e antenës së drejtuar nganjëherë vizatohen si fitime në dB mbi një dipolë gjysmë-valë. Modelet e tjera tregohen si një tension relativ i fushës. Këto janë drejtpërdrejt të transferueshme për aq kohë sa dikush e di fitimin absolut në dBd ose dBi të lobit kryesor të antenës. Ekuacioni është si më poshtë:


ku:
● G është fitimi i dB në një azimuth të veçantë

● Gm është fitimi maksimal i energjisë në dB referuar në një dipolë me gjysmë valë

● Rv është voltazhi relativ i fushës për azimutën e veçantë

●Për ta kthyer vlerën e fitimit (në dB) në një azimuth të veçantë në një vlerë relative të fushës, përdorni ekuacionin e mëposhtëm:


Kur dihet fuqia maksimale efektive e rrezatuar dhe tensioni relativ i fushës në një azimuth të veçantë, fuqia e rrezatuar efektive në atë azimuth të veçantë llogaritet nga ekuacioni i mëposhtëm:

ku:
Rp është fuqia e rrezatuar efektive në një azimuth të veçantë (në watts, kW, etj.)

● P është fuqia e rrezatuar efektive në lobin kryesor (max) në rrafshin horizontal (në watts, kW, etj.)

Shih gjithashtu:>> Teoria themelore e antenës: dBi, dB, dBm dB (mW)

Njësitë e Intensitetit të Fushës
Ekziston gjithashtu një konfuzion i madh në fjalor për forcën e fushës (i quajtur edhe intensiteti i fushës). Vlerat zakonisht shprehen në dBu, dBµV dhe dBm. Do njësi ka si meritë ashtu edhe përdorim të përbashkët në disiplina të caktuara në industria e komunikimeve radio. Sidoqoftë, hutimi i përhapur rreth mënyrës se si ato lidhen me njëri-tjetrin shkakton zhgënjim dhe keqkuptime në lidhje me hartimin e sistemit dhe performancën aktuale. Kushtet e mëposhtme do të diskutohen gjatësisht.

● dBu është E (intensiteti i fushës elektrike) gjithmonë në decibel mbi një mikrovolt / metër (dBµV / m)

● dBµV (duke përdorur shkronjën greke μ ["mu"] në vend të u) është tension i shprehur në dB mbi një mikrovolt në një rezistencë specifike të ngarkesës; në celular dhe transmetohet kjo zakonisht është 50 Ohm.

● dBm është një nivel fuqie i shprehur në dB mbi një miliwatt

Intensiteti # i fushës elektrike
Njësia e intensitetit të fushës elektrike dBu është njësia që përdoret gjerësisht nga Komisioni Federal i Komunikimeve kur i referohet forcës së fushës. Fuqia e vërtetë e fushës elektrike shprehet gjithmonë në disa vlera relative të volt / metër - kurrë në volt ose milivat. Intensiteti i fushës elektrike është i pavarur nga frekuenca, duke marrë fitimin e antenës, duke marrë antenë rezistencë e plotë dhe marrja transmetim humbje e linjës Prandaj, kjo masë mund të përdoret si një masë absolute për përshkrimin e zonave të shërbimit dhe krahasimin e lehtësive të ndryshme transmetuese të pavarura nga shumë ndryshore të prezantuara nga konfigurimet e ndryshme të marrësve.

Kur një shteg ka një pamje të pambrojtur të shikimit dhe asnjë pengesë nuk bie brenda 0.5 nga zona e parë e Fresnel, e cila do të prezantonte dobësim shtesë, forca e marrë e fushës elektrike do të përafrojë atë të hapësirës së lirë dhe mund të llogaritet nga ekuacioni i mëposhtëm:

ku:
● ERP shprehet në dB mbi 1 kW

● d është distanca e shprehur në kilometra

Shih gjithashtu: >> Kuptimi i bazave të fitimit të antenës

# Tensioni dhe fuqia e re
Megjithëse llogaritjet me forcën e fushës elektrike janë të pavarura nga karakteristikat e marrësit të përmendura më lart, parashikimet e tensionit dhe fuqisë së marrë të furnizuar me hyrjen e një marrësi duhet të marrin me kujdes secilin prej këtyre faktorëve. Korrelacioni midis forcës së fushës elektrike dhe tensionit të aplikuar në hyrjen e marrësit është i pamundur nëse të gjitha informacionet e listuara më lart nuk njihen dhe merren parasysh në hartimin e sistemit.

Kur kushtet e sakta të njëjta (shtegu, frekuenca, fuqia e rrezatuar efektive, etj.) Zbatohen për rrethana identike, ekuacionet e mëposhtme do t'i lejojnë projektuesit të sistemit të përkthejë midis sistemeve të ndryshme me besim të plotë.

Fuqia e fushës si një funksion i tensionit të pranuar, duke marrë fitimin e antenës dhe frekuencën kur aplikohet në një antenë, impedanca e së cilës është 50 ohms mund të shprehet si:


Zgjedhur për tensionin e pranuar, ky ekuacion bëhet:

Për llogaritjet e energjisë dhe tensionit në një ngarkesë prej 50 ohm:

Zëvendësimi i vlerës së fushës për tensionin nga Eq. 7:

Vini re se ekuacioni më i përgjithshëm për vlerat e rezistencës (Z) përveç 50Ω është:

Dhe duke zëvendësuar vlerën e fushës për tensionin nga Eq. 7:

ku:
● Gr është përfitimi izotrop i antenës marrëse

● Z është rezistenca e sistemit në Ohms

Kur një "kontur i forcës së fushës" është komplotuar dhe identifikuar në dBm ose mikrovolts (dBµV), është e rëndësishme të njihni këto vlera të frekuencës dhe fitimit të antenës. Përdoruesi duhet të kuptojë që "konturet" e tilla janë të vlefshme vetëm për një frekuencë dhe fitimin e veçantë të antenës marrëse të përdorur për parashikimin. Ekziston gjithashtu një humbje fikse në linjën e transmetimit të antenës marrëse - shpesh supozohet të jetë pa humbje.

Për këto arsye, "konturet" e tilla janë të paqarta si parashikimet e mbulimit, kur të gjitha fitimet e antenës dhe humbjet e linjës së transmetimit nuk janë identike për të gjithë marrësit. Për të përcaktuar nivelin e fuqisë së fushës së nevojshme për të marrë në mënyrë të përshtatshme një sinjal të transmetuar, përdorni ekuacionin 6 më lart, duke marrë parasysh shpeshtësinë, marrjen e fitimit të antenës dhe nivelin e kërkuar të tensionit të marrësit për nivelin e dëshiruar të qetësisë në marrës.

Shih gjithashtu: >> isfarë është VSWR: Raporti i valës në këmbë të tensionit 

Këto parashikime janë për tensionin në terminalet e antenës. Nivelet aktuale të tensionit dhe fuqisë në hyrjen e marrësit duhet të marrin parasysh humbjen shtesë të pranishme në linjën e transmetimit marrës. Kjo humbje e sinjalit është veçanërisht e rëndësishme në frekuenca të larta kur kabllot janë të gjatë.

Figura 3: Fusha elektrike dhe ritension dhe energji e ndalur

Figura 3 përmbledh marrëdhëniet midis forcës së fushës elektrike dhe tensionit dhe fuqisë në terminalet e hyrjes së marrësit.

Fuqia e fushës elektrike (në dBu) është vetëm një funksion i:

. Fuqia e rrezatuar efektive e transmetuesit.

● Largësia nga transmetuesi.

● Humbjet nga pengesat në terren.

Meqenëse forca e fushës elektrike është e pavarur nga çdo karakteristikë e marrësit, është një standard i dobishëm për llogaritjen e zonave të mbulimit.

Fusha elektrike shkakton një tension në antenë, duke transferuar energji në antenë. Tensioni (dBµV) në terminalet e antenës është një funksion i fitimit të antenës për frekuencën e veçantë në shqyrtim. Fuqia (dBm) e disponueshme në terminalet e antenës është gjithashtu një funksion i rezistencës së antenës (zakonisht 50 Ohms).

Linja e transmisionit (zakonisht kabllo koaksiale ose telave lëvizëse) lidh terminalet e antenës në terminalet e hyrjes së marrësit. Tensioni dhe fuqia në terminalet e hyrjes së marrësit zvogëlohen nga humbja në këtë linjë transmetimi. Humbjet e linjës së transmetimit janë një funksion i madhësisë dhe llojit të linjës së transmetimit dhe frekuencës së funksionimit. Për më tepër, humbjet e tjera ndikojnë në fuqinë e transferuar në terminalet e hyrjes së marrësit. Shikoni "Vlerat tipike të humbjes" në seksionin Referenca Teknike për më shumë informacion në lidhje me humbjet brenda automjeteve, humbjet për shkak të afërsisë së trupit me marrës të dorës, etj.

Shih gjithashtu: >> Cili është ndryshimi midis AM dhe FM? 

# Përfundim
Përfundimi i qartë nga ky informacion është se sistemet marrëse me fitime të ndryshme të antenës kërkojnë ndjeshëm vlera të ndryshme të fuqisë elektrike të fushës për funksionimin e duhur. Një kontur i zonës së shërbimit (në dBµV ose dBm), e llogaritur për një marrës celular me një antenë të montuar të përhershëm të çatisë, mund të jetë mashtruese për përdoruesit me njësi të mbajtura me dorë të antenës së ulët.

Bazuar në pajisjet aktuale të propozuara dhe ekuacionet e mësipërme, projektuesi i sistemit tani mund të llogarisë fuqinë aktuale të fushës së nevojshme për çdo sistem të veçantë marrës. Operimi i marrësve në zonat ku forca e fushës përmbush ose tejkalon nivelin e projektimit për pajisjet mund të pritet të prodhojë performancë të kënaqshme të sistemit. Seksioni i referencës teknike të Intensitetit të Rrjeteve diskuton konvertimin e vlerave të intensitetit të fushës elektrike (të llogaritur në dBu me TAP) në njësi të tjera për të komplotuar drejtpërdrejt në dBm ose dBµV.

Lini një mesazh 

Lista mesazh