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從無線產品背后看射頻基本知識(二)
2023-11-30
在《從無線產品背后看射頻基本知識》我們從原理上介紹了一些射頻的基本概念,一些小伙伴表示對于功率單位的理解還是不透徹。因此本次無線通信的小課堂將會給大家介紹一些射頻計算的小技巧,以及其他的一些射頻知識。
1、 如何快速的算出dBm對應的功率?
dBm和dBW都是(對數)單位來度量功率的,dB是個相對值,它的使命就是把一個很大或者很小的數,用一個簡短的形式表達出來。至于在功率圖或者誤碼率圖中經常出現的3dB,也沒什么神秘的,下降或上升3dB就是指功率下降一半或增加一倍,故3dB點指的就是半功率點。
10lg(P1/P0)=10lg2=3dB
+3dB,表示功率增加為2倍;+10dB,表示功率增加為10倍。
-3dB,表示功率減小為1/2;-10dB,表示功率減小為1/10。
而dBm、dBW就是把dB公式中的參考功率P0分別換成1mW、1W
dBm=10lg(P1/1mW)
dBW=10lg(P1/1W)
簡化口訣是“30是基準,等于1W整” ”0也是基準,等于1mW”。
記住了這條,再結合前面的“加3乘2,加10乘10;減3除2,減10除10”,你就可以進行很多口算了。
舉個例子
14dBm=0dBm+10dB+10dB-3dB-3dB
=1mW*10*10/2/2
=25mW
34dBm=30dBm+10dB-3dB-3dB
=1W*10/2/2
=2.5W
這里我們需要注意,等式右側除了0dBm或30dBm,其余的拆分項都要用dB表示。也就是說,用一個dBm減另一個dBm時,得到的結果用dB表示。如果A的功率為14dBm,B的功率為34dBm,可以說A比B小20dB。
除了dB外,dB家族中常見的還有dBi、dBd、dBc。它們的計算方法與dB的計算方法完全一樣,表示的還是功率的相對值。
不同的是,它們的參考基準不同,即參考功率所代表的含義不同
符號 | 全稱 | 應用場景 |
dB | Decibel | |
dBc | Decibel carrier | 載波功率 |
dBd | Dcibe dipole | 偶極子功率密度 |
dBi | Decibel isotropic | 全向天線功率密度 |
dBFS | Decibel full scale | 滿刻度量程 |
dBrn | Deceibel reference noise | 基準噪聲 |
2、 為什么設備應該避免處于天線下方?
這里設備放置的位置主要考慮了當前網關發射的信號強度,而網關的信號強度的分布主要取決于網關使用的天線。我們的G1100網關采用的是2dBi全向天線,這里2dBi是天線的增益,全向天線是一種天線的類型。
天線增益是指在輸入功率相等的條件下,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的場強的平方之比,即功率之比??梢赃@樣來理解,如果用理想的無方向性點源作為發射天線,需要10dBm的輸入功率,而用增益為G = 2dBi的全向天線作為發射天線時,輸入功率只需8dbm。換言之,天線的增益就是輸入功率放大的能力。
全向天線其實顧名思義,就是向四周發射和接收信號的,主要用于短距離通信,其輻射方向圖如下所示:
這種天線為獲得無向天線產生的全向增益,從頂部和底部向內推送能量波瓣,并在圈餅形輻射圖中將其推出,所以會產生垂直波束寬度很小但水平覆蓋面積較大的薄餅效果。因此全向天線在通信系統中覆蓋范圍大,但有一個缺點,就是天線下方的信號較差。因此在使用我們的G1100網關時,注意避免設備處于如圖所示網關信號較差的地方。
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