天线接收功率计算公式_对讲机天线增益的计算方法介绍

帕斯卡裂桶实验天线接收功率计算公式_对讲机天线增益的计算⽅法介绍
增益是指:在输⼊功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同⼀点处所产⽣的信号的功率密度之⽐。它定量地描述⼀个天线把输⼊功率集中辐射的程度。增益显然与天线⽅向图有密切的关系,⽅向图主瓣越窄,副瓣越⼩,增益越⾼。
可以这样来理解增益的物理含义 ------ 为在的距离上的某点处产⽣⼤⼩的信号,如果⽤理想的⽆⽅向性点源作为发射天线,需要 100W 的输⼊功率,⽽⽤增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时,输⼊功率只需 100 / 20 = 5W 。换⾔之,某天线的增益,就其⼤辐射⽅向上的辐射效果来说,与⽆⽅向性的理想点源相⽐,把输⼊功率放⼤的倍数。
气动加油泵半波对称振⼦的增益为 G=2.15dBi。4 个半波对称振⼦沿垂线上下排列,构成⼀个垂直四元阵,其增益约为 G=8.15dBi( dBi 这个单位表⽰⽐较对象是各向均匀辐射的理想点源 )。
如果以半波对称振⼦作⽐较对象,其增益的单位是 dBd 。
半波对称振⼦的增益为 G=0dBd (因为是⾃⼰跟⾃⼰⽐,⽐值为 1 ,取对数得零值。)垂直四元阵,其增益约为 G=8.15 – 2.15=6dBd 。
天线增益的若⼲计算公式
1)天线主瓣宽度越窄,增益越⾼。对于⼀般天线,可⽤下式估算其增益:
G(dBi)=10Lg{32000/(2θ3dB,E×2θ3dB,H)}
式中, 2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平⾯上的波瓣宽度;
32000 是统计出来的经验数据。
2)对于抛物⾯天线,可⽤下式近似计算其增益:
G(dBi)=10Lg{4.5×(D/λ0)2}
式中, D 为抛物⾯直径;
λ0为中⼼⼯作波长;
4.5 是统计出来的经验数据。
3)对于直⽴全向天线,有近似计算式
G(dBi)=10Lg{2L/λ0}
式中, L 为天线长度;
λ0 为中⼼⼯作波长;
关于天线的db, dBi,dBd等单位
有些朋友往往⽐较容易混淆这些单位,dB取的都是以对数值为基础的。
(1)dB,这单纯是⼀个相对值,也就是说A⽐B的值的对数。常常⽤于说A⽐B⾼或低多少dB, 但是单独说A的增益是多少dB,是不合理的,因为我们不知道B是什么。只是我们许多同好有时为了简省就⼝头说多少dB了,但这样是不够确切的,不过常常也就将错就错,默认理解为dBi吧,要么您就再问问清楚。
(2)dBd,这是有标准参考值的,即B规定为⾃由空间的半波偶极⼦天线,这样A与B的值⽐起来就有来统⼀的参照物,您告诉同好这个天线10dBd,他就明⽩您的天线⽐半波偶极⼦天线在主辐射⽅向上能聚集10倍的能量,即好10倍。
(3)dBi,这个单位的含义相对复杂了点,但是它能表达实际环境情况的⽐值单位,这⾥参照物B是以点源振⼦(实际不存在此物,可以看作是相对波长很短的⼀⼩段振⼦,或叫微分段吧),在标准的定义中这个点源振⼦应该是理想球状的全⽅向性辐射,这时与dBd就有的数学关系了, 即 1dBd=2.14dBi。
然⽽实际上绝⼤多数的天线都会受安装⾼度的影响,其中重要的就是地⾯影响,由于地⾯的镜像作⽤,常常使波束形状改变,在某些⽅向常常会⾼出2-5dB。到这⾥您应该明⽩19dBi了吧。 许多正规的天线产家常常喜欢⽤dBi来标天线的增益值,他们通常都会表明安装⾼度或对标出数值的计算⽅法,或者他所⽣产的就是⼤家通常知道的安装环境,如车顶载天线,往往省略说明。
发射功率与增益
⽆线电发射机输出的射频信号,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接收下来(仅仅接收很⼩很⼩⼀部分功率),并通过馈线送到⽆线电接收机。因此在⽆线⽹络的⼯程中,计算发射装置的发射功率与天线的辐射能⼒⾮常重要。
Tx是发射(Transmits)的简称。⽆线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量,通常有两种衡量或测量标准:运维流程管理
功率(W) - 相对1⽡(Watts)的线性⽔准。
增益(dBm) - 相对1毫⽡(Milliwatt)的⽐例⽔准。
两种表达⽅式可以互相转换:
dBm = 10 x log[ 功率 mW]
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mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]
在⽆线系统中,天线被⽤来把电流波转换成电磁波,在转换过程中还可以对发射和接收的信号进⾏“放⼤”,这种能量放⼤的度量成为
“增益(Gain)”。 天线增益的度量单位为“dBi”。
由于⽆线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放⼤叠加作⽤产⽣,因此度量发射能量好同⼀度量-增益(dB),例如,发射设备的功率为100mW ,或 20dBm;天线的增益为10dBi,则:
发射总能量=发射功率(dBm)+天线增益(dBi)
= 20dBm + 10dBi
= 30dBm
或者: = 1000mW
= 1W
EM357在“⼩功率”系统中每个dB都⾮常重要,特别要记住“3dB法则”。
每增加或降低3dB,意味着增加⼀倍或降低⼀半的功率:
-3 dB = 1/2 功率
-6 dB = 1/4 功率
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+3 dB = 2x 功率
+6 dB = 4x 功率
例如,100mW的⽆线发射功率为20dBm,⽽50mW的⽆线发射功率为17dBm,⽽200mW的发射功率为23dBm。

本文发布于:2024-09-22 04:25:41,感谢您对本站的认可!

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