文档介绍：自由空间是指相对介电常数和相对导磁率都为1 的均匀介质所存在的空间,它是一个理想的无限大的空间,是为简化问题研究而提出的一种科学抽象。自由空间无线电波传播,仅考虑由能量扩散引起的损耗,即接收机和发射机之间是无任何阻挡的视距路径时,传播损耗!
假定在自由空间中,设在原点O 有一辐射源,均匀地向各方向辐射,辐射功率为Pt,则距辐射源d 处的能流密度为:S=Pt/(4πd*d)
若接收天线有效面积为A=λ*λ*D/4π式中λ为工作波长,D 为天线的方向性系数,对于各向同性的天线D=1,则接收机输入功率Pr=S*A=Pt*λ*λ*D/(4πd)^2
通常定义发射功率与接收功率的比值为传播损耗。所以,自由空间传播损耗可写作:
Lo=(4πd)^2/λ^2
取其对数得(其中λ=c/f代入后取对数10Lg(Lo))
Lo=20Lg(4π/c) 20Lgf 20Lgd=20Lg(4π/3x10^8) 20Lg(f(MHz)x10^6) 20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160 20Lgf 120 20Lgd 60= 20Lgf 20Lgd= 20Lgf 20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHz
自由空间的基本传输损耗是指位于自由空间的发射系统的等效全向辐射功率(EIRP)与接收系统各向同性接收天线所接收到的可用功率之比,通常用Lbf表示。当收发天线之间的距离d>>λ(λ为工作波长)时,Lbf可表示为: 字串6
Lbf= 20lg f(MHz) 20lgd(km)
EIRP
EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)
有效全向辐射功率
EIRP也称为等效全向辐射功率,它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率(P)和该天线增益(G)的乘积,即:
EIRP=P*G
如果用dB计算,则为
EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW)
EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。
抛物面为主反射面 G/T (Gain/Temperature) 地面接收系统的品质因数卫星电视接收系统的天线增益与接收系统噪声之比,用分贝表示,若这一值增加,则意味着图像质量提高。利用减小低噪声放大器的噪声温度和增加接收天线的尺寸均可以提高G/T值。
1、dBm
dBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。
[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:
10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
2、dBi 和dBd
dBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,
但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,
所以两者略有不同。一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出
来要大2. 15。
[例3] 对于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,
(一般忽略小数位,为18dBi)。
[例4] 0dBd=。
[例5] GSM900天线增益可以为13dBd(15dBi),GSM1800天线增益可以为
15dBd(17dBi)。
3、dB
dB是一个表征相对值的值,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,
按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率)
[例6] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。
也就是说,甲的功率比乙的功率大3 dB。
[例7] 7/8 。
[例8] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6 dB。
[例9] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。
4、dBc
有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与
载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)
以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB替代。
dB只是表示一个比值,并不是功率增益的单位!!!
5、dBw
与dBm一样,dBw是一个表示功率绝对值的单位(也可以认为是以1W功率为基准的一个比值),计算公式为:10log(功率值/1w)。dBw与dBm之间的换算关系为:0