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从无线产品背后看射频基本知识(二)
2023-11-30
在《从无线产品背后看射频基本知识》我们从原理上介绍了一些射频的基本概念,一些小伙伴表示对于功率单位的理解还是不透彻。因此本次无线通信的小课堂将会给大家介绍一些射频计算的小技巧,以及其他的一些射频知识。
1、 如何快速的算出dBm对应的功率?
dBm和dBW都是(对数)单位来度量功率的,dB是个相对值,它的使命就是把一个很大或者很小的数,用一个简短的形式表达出来。至于在功率图或者误码率图中经常出现的3dB,也没什么神秘的,下降或上升3dB就是指功率下降一半或增加一倍,故3dB点指的就是半功率点。
10lg(P1/P0)=10lg2=3dB
+3dB,表示功率增加为2倍;+10dB,表示功率增加为10倍。
-3dB,表示功率减小为1/2;-10dB,表示功率减小为1/10。
而dBm、dBW就是把dB公式中的参考功率P0分别换成1mW、1W
dBm=10lg(P1/1mW)
dBW=10lg(P1/1W)
简化口诀是“30是基准,等于1W整” ”0也是基准,等于1mW”。
记住了这条,再结合前面的“加3乘2,加10乘10;减3除2,减10除10”,你就可以进行很多口算了。
举个例子
14dBm=0dBm+10dB+10dB-3dB-3dB
=1mW*10*10/2/2
=25mW
34dBm=30dBm+10dB-3dB-3dB
=1W*10/2/2
=2.5W
这里我们需要注意,等式右侧除了0dBm或30dBm,其余的拆分项都要用dB表示。也就是说,用一个dBm减另一个dBm时,得到的结果用dB表示。如果A的功率为14dBm,B的功率为34dBm,可以说A比B小20dB。
除了dB外,dB家族中常见的还有dBi、dBd、dBc。它们的计算方法与dB的计算方法完全一样,表示的还是功率的相对值。
不同的是,它们的参考基准不同,即参考功率所代表的含义不同
符号 | 全称 | 应用场景 |
dB | Decibel | |
dBc | Decibel carrier | 载波功率 |
dBd | Dcibe dipole | 偶极子功率密度 |
dBi | Decibel isotropic | 全向天线功率密度 |
dBFS | Decibel full scale | 满刻度量程 |
dBrn | Deceibel reference noise | 基准噪声 |
2、 为什么设备应该避免处于天线下方?
这里设备放置的位置主要考虑了当前网关发射的信号强度,而网关的信号强度的分布主要取决于网关使用的天线。我们的G1100网关采用的是2dBi全向天线,这里2dBi是天线的增益,全向天线是一种天线的类型。
天线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场强的平方之比,即功率之比。可以这样来理解,如果用理想的无方向性点源作为发射天线,需要10dBm的输入功率,而用增益为G = 2dBi的全向天线作为发射天线时,输入功率只需8dbm。换言之,天线的增益就是输入功率放大的能力。
全向天线其实顾名思义,就是向四周发射和接收信号的,主要用于短距离通信,其辐射方向图如下所示:
这种天线为获得无向天线产生的全向增益,从顶部和底部向内推送能量波瓣,并在圈饼形辐射图中将其推出,所以会产生垂直波束宽度很小但水平覆盖面积较大的薄饼效果。因此全向天线在通信系统中覆盖范围大,但有一个缺点,就是天线下方的信号较差。因此在使用我们的G1100网关时,注意避免设备处于如图所示网关信号较差的地方。
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