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從無線產(chǎn)品背后看射頻基本知識(二)
2023-11-30
在《從無線產(chǎn)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(yīng)的功率?
dBm和dBW都是(對數(shù))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(shù),用一個簡短的形式表達(dá)出來。至于在功率圖或者誤碼率圖中經(jīng)常出現(xiàn)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(zhǔn),等于1W整” ”0也是基準(zhǔn),等于1mW”。
記住了這條,再結(jié)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(jìn)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(cè)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(jié)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(zhǔn)不同,即參考功率所代表的含義不同
符號 | 全稱 | 應(yīng)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(zhǔn)噪聲 |
2、 為什么設(shè)備應(yīng)該避免處于天線下方?
這里設(shè)備放置的位置主要考慮了當(dāng)前網(wǎng)關(guān)發(fā)射的信號強(qiáng)度,而網(wǎng)關(guān)的信號強(qiáng)度的分布主要取決于網(wǎng)關(guān)使用的天線。我們的G1100網(wǎng)關(guān)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(chǎn)生的場強(qiáng)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(fā)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(fā)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(fā)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(chǎn)生的全向增益,從頂部和底部向內(nèi)推送能量波瓣,并在圈餅形輻射圖中將其推出,所以會產(chǎn)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(tǒng)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(wǎng)關(guān)時,注意避免設(shè)備處于如圖所示網(wǎng)關(guān)信號較差的地方。
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