发射功率与增益详解综述
发射功率与增益详解
2011-09-28 15:31:48| 分类：TEC-Hardware|举报|字号订阅
本文转载自jason《发射功率与增益详解》
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：
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]
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，因此度量发射能量最好同一度量－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
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
+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。
0dbm=0.001w 左边加10=右边乘10
所以0+10DBM=0.001*10W 即10DBM=0.01W
故得20DBM=0.1W 30DBM=1W 40DBM=10W
还有左边加3=右边乘2，如40+3DBM=10*2W，即43DBM=20W
例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7（物理发泡低损耗电缆）到天线上还剩下多少增益
20W=43DB
30米50-7损耗一米小于0.09 按照最大值0.09*30=2.7DB
43DB-2.7DB=40.3DB
天线增益16DBi+40.3DB=56.3DB
就上面的例子我们可以看出增益和功率并非线性变化，所以不能光从功率上来看发射状态。
当你的机器20W的时候增益43DB，40W的时候46DB 60W的时候49DB
反过来说当功率损失一半的时候也刚刚损失了3个DB，对信号传播影响不是特别大。但是光看功率的话已经少了一半会认为传播能力也小了一半，所以在这里看功率是相当错误的。馈线损耗的3DB到了天线部分又得到了提升，当你的天线是16DBi的时候，小功率电台的传播能力远远超出了使用大功率电台小天线，这也是很多朋友使用手台加馈线棒杆天线效果也不错的现象。
如果真的那么在意功率不如做个试验，发射机输出端不接同轴电缆，而是接380V 动力用电缆，同样的米数，动力电缆的损耗一定很小，因为功率=电流*电压，动力电缆内阻小在电缆上分担的电压就小功率损耗就小，但是高频信号是肌肤效应传播，动力电缆根本无法传到高频信号损失将是相当大的，可以说有点常识的朋友都知道动力电缆无法做馈线，从这一点也证明了单单看功率是完全错误的。
在此八哥只是与大家探讨一下相关数据和分析的方向，有不对的地方还请大家指出日后修改。
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下面是一些网络搜索的资料关于DB DBm DBi 一般的朋友看到这里就可以了看下面会越看越乱我看了两天可能是学识补足，实在头痛，建议由偏头痛的朋友也不用研究下面深奥的资料。
功率增益常识及计算方法
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OdBm。 ［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。 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，则为18.15dBi （一般忽略小数位，为18dBi）。 ［例4］ 0dBd=2.15dBi。 ［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英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB o ［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 o ［例9］如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB o 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。 5、dBuV 根据功率与电平之间的基本公式W2=P*R，可知dBuV=90+dBm+10*log（R）,R为电阻值。 载PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天馈阻抗为50欧。 6、dBuVemf 和dBuV emf:electromotive force (电动势) 对于一个信号源来讲，dBuVemf是指开路时的端口电压，dBuV是接匹配负载时的端口电压
天线增益
1、增益是用来表示天线集中辐射的程度。其在某一方向的定义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。增益一般与天线方向图有关，方向图主瓣越窄，后瓣、副瓣越小，增益越高。增益的单位用“dBi”或“dBd”表示。 2、天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要是依靠减少垂直面向辐射的波束宽度，而在水平面上保持全向的辐射特性。天线增益对移动通信系统运行极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益余量。 可以这样来理解增益的物理含义------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，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，就其最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。 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 。 对于水平极化方式的天线来讲，通常以一个半波水平放置的偶极子天线为标准天线，其增益为0dB（实际指dBd）。调频二偶极子反射板天线的增益通过计算和实验数据，其结果基本一致。相对于半波偶极子天线的增益最高只能做到7.5dB。当天线在进行组阵时，天线系统增益为7.5dB。计算推论如下：总功率在一层四面分配时，天线功率将损失6dB，此时天线增益为7.5-6.5=1.5dB；再根据天线层数增加一倍时天线系统增益将增加3dB的原理，因此两层天线增益就为1.5+3=4.5dB；当天线层数为四层时，天线系统增益就为1.5+3+3=7.5dB，故四层四面调频二偶极子板天线系统增益也只能做到7.5dB。 若天线为全波长二偶极子板天线时，其单片天线增益可以做到8-8.5dB，四层四面分配组阵时，其单片天线增益为8-8.5dB。 目前使用的天线增益，一般在0dBi到20dBi之间 室内：一般采用0 - 8 dBi增益的天线 室外：一般采用9 - 18 dBi增益的天线 高速公路：一般采用20dBi增益的天线 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}
关于调整2.4GHz频段发射功率限值及有关问题的通知
关于调整2.4GHz频段发射功率限值及有关问题的通知 信部无[2002]353号 各省、自治区、直辖市无线电管理机构，各相关单位： 为适应无线通信技术的发展，为科研、生产单位研发新技术、新产品提供研究频段及便利条件，满足无线电通信业务的需求，根据我国无线电频率划分规定及频谱使用情况，并参照国际上通用的技术标准。决定调整2.4GHz频段无线电发射设备的部分技术参数，现将有关事项通知如下： 一、自发文之日起，调整2.4 - 2.4835 GHz 频段无线电发射设备的主要技术指标如下： （一）等效全向辐射功率(EIRP)： 天线增益＜10dBi时：≤100 mW 或≤20 dBm； 天线增益≥10dBi时：≤500 mW 或≤27 dBm。 （二）最大功率谱密度： 1．直接序列扩频或其它工作方式：
天线增益＜10dBi时：≤10 dBm / MHz(EIRP)； 天线增益≥10dBi时：≤17 dBm / MHz(EIRP)； 2．跳频工作方式： 天线增益＜10dBi时：≤20 dBm / MHz(EIRP)； 天线增益≥10dBi时：≤27 dBm / MHz(EIRP)。 （三）载频容限：20 ppm （四）带外发射功率(在2.4-2.4835GHz频段以外)： ≤-80 dBm / Hz (EIRP)。 （五）杂散发射(辐射)功率(对应载波±2.5倍信道带宽以外)： ≤-36 dBm / 100 kHz (30 - 1000 MHz)； ≤-33 dBm / 100 kHz (2.4 - 2.4835 GHz)； ≤-40 dBm / 1 MHz (3.4 - 3.53 GHz)； ≤-40 dBm / 1 MHz (5.725 - 5.85 GHz)；
一种在60GHz通信的高增益天线讲解
一种用于60GHz通信的高增益、 介质加载采用基片集成波导技术的 对线性渐变开槽天线 摘要——60GHz带宽有提供高速的通信能力。此文章证明了一种能为对线性变槽天线（ALTSA）提供高增益的基片集成波导（SIW）的存在。为了获得高增益，给ALTSA上加了介质加载，并使用了沟槽结构。使用SIW技术实现了高效、简洁和低成本的平面设计。本文使用了一种电磁场仿真工具来设计和模拟这个天线。首先设计一个ALTSA单元，然后在1*4的ALTSA阵列上加上SIW功分器。为了使设计可行，制作和测量了原型。测量结果非常符合仿真值，从而证实了这个设计。测得1*4ALTSA阵列在整个60GHz带宽（57——64GHz）的回波损耗优于12dB，增益为23.10.5dBi。 1.介绍 近些年对在高速通信中极大带宽的需求越来越高。而60GHz带宽（57——64GHz）可以为高速无线通讯以每秒几千兆的速度传输高容量未压缩数据。由于在毫米波频段的微带线相关损耗非常高，因此需要更多的有效的技术，比如SIW。SIW有传统矩形波导低损耗、高品质因数、完全屏蔽和处理高功率情况的特点，也有低成本、平面电路设计的优势。报道表明，已经有大量的研究者从事SIW相关工作多年。天线容易在60GHz 带宽受到大气吸收而衰减，这就要求在使用高增益天线时要减少这类损耗。锥形缝隙天线（TSA）因其宽带宽、高回波损耗和高增益而被经常使用。对线性渐变槽线天线（ALTSA）是TSA的一种类型，在反方向的锥形介质板的上表面和底部金属部分使用对极几何设计。 研究者设计了一种带宽为4——50GHz的反极向天线。天线在带宽内的增益3——12dBi。 本文作者设计了一种在60GHz处增益可达18.75dBi的对费米渐变槽线天线。在张成浩的的文章里，他介绍了一种新颖的技术，即让ALTSA和SIW的上表面和下表面的锥形边缘的馈线重合来克服阻抗失配。有沟槽结构的TSA被用来减小天线宽度以极小化任何对辐射方向图的重要影响，使得阵列天线尺寸更加紧凑。而且，沟槽结构可以提高天线增益，减小旁瓣电平和交叉极化，由此提高天线总性能。TD介绍设计了一种有矩形波纹的带有三角功分器的ALTSA阵列。1*12阵列的增益为19.25dBi。DM介绍了一种有半圆形沟槽的ALTSA，它在7GHz的增益为12.4dBi。介质加载，通过在天线前端放置电介质板作为一个引导结构都可以增强天线增益。平面SIW喇叭天线上的介质加载被用来使E面波束宽度变窄，同时提高增益。NG设计了一种带有SIW喇叭结构和矩形介质加载的高增益ALTSA阵列，其1*4ALTSA阵列的增益为191dBi。
无线发射功率与收灵敏度
无线发射功率与收灵敏度 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： 功率（W ）－相对 1 瓦（Watts ）的线性水准。例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为0.036W ，或者说36mW 。 增益（dBm ）－相对 1 毫瓦（milliwatt ）的比例水准。例如WiFi 无线网卡的发射增益为15.56dBm 。 两种表达方式可以互相转换： dBm = 10 x log[ 功率mW] 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，因此度量发射能量最好同一度量－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 在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个dB 都非常重要，特别要记住“ 3 dB 法则”。 每增加或降低3 dB ，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 +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 。 接收灵敏度 Rx是接收（Receive）的简称。无线电波的传输是“有去无回”的，当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限。 接收灵敏度仍然用dBm 表示，通常ZIGBEE 无线网络设备所标识的接收灵敏度（如-94dBm) ，是指误码率（Bit Error Rate ）为10 -5 (99.999%) 的灵敏度水平。 无线网络的接收灵敏度非常重要，例如，发射端的发射能量为100mW 或20dBm 时，如果250K 速率下接收灵敏度为－83dBm ，理论上传输的无遮挡视距为15Km ，而接收灵敏度为－77dBm 时，理论上传输的无遮挡视距仅为15Km 的一半（7.5Km ），或者相当于发射端能量减少了1/4 ，既相当
发射功率的测量方法
1 发射功率是无线电发射设备的主要技术指标，也是无线电管理部门需要检测的技术指标之一。本文主要介绍几种发射功率的测量方法。 功率测量的基本知识１．１ 功率测量的理论分析 在直流和低频时，电压的测量是简单和直接的。功率可以直接通过计算获得，Ｐ＝Ｖ＊Ｉ，由欧姆定律可知Ｖ＝Ｉ＊Ｒ，通过代换Ｖ或Ｉ，可得Ｐ＝Ｖ＊Ｉ ＝Ｉ２Ｒ＝ Ｖ２／Ｒ，只要知道Ｖ、Ｉ、Ｒ中任两个变量的值就可计算出功率值。 但在高频时，根据传输线原理可知，电压和电流可能随传输线的位置改变，如图１所示。 但功率是不变的，因此在射频和微波频率，大多数应用都采用直接功率测量，因为电压和电流测量已变得不现实。 １．２ 功率单位 功率的国际标准单位是瓦特（Ｗ），但在无线电通信领域，我图 １ 高频电压随传输线位置改变 浙江省衢州无线电监测站 郑顺洪 发射功率的 测量方法 52 中国无线电2005/9 检测实验室
2 们常用的单位是分贝毫瓦ｄＢｍ 。定义如下： ＰｄＢｍ＝１０Ｌｇ（Ｐ／Ｐ０） 式中，Ｐ是以毫瓦为单位的功率值；Ｐ０为１ ｍＷ的参考功率。 由上式可知：０ ｄＢｍ是１ ｍＷ。根据对数基本性质，可得到一个简单导则是每３ ｄＢｍ功率加倍，每－３ ｄＢｍ功率减半。每１０ ｄＢｍ为１０倍，每－１０ ｄＢｍ为１／１０。例如＋２９ ｄＢｍ是多少？２９ ｄＢｍ＝（１０＋１０＋３＋３＋３）ｄＢｍ＝（１０＊１０＊２＊２＊２）ｍＷ＝８００ｍＷ，因此结果是８００ ｍＷ。 １．３ 功率的几种常用基本形式 平均功率是指在正常工作情况下，发信机在调制中以与所遇到的最低频率周期相比的足够长的时间间隔内，供给天线馈线的平均功率。对于脉冲调制信号，则要在若干脉动重复上平均信号。在所有功率测量中，平均功率是最常进行的测量。峰功率是指最大瞬时功率。平均功率和峰功率的关系，如图２所示。 对于射频脉冲信号，如果知道信号的占空比，就可从测量得到的平均功率按下列公式确定峰功率。 Ｐｐｅａｋ ＝ Ｐａｖｇ／占空比 发射功率的测量方法 目前我站配备的测量功率的仪器有德国Ｒ＆Ｓ公司的ＣＭＳ５４综测仪、ＦＳＰ３０频谱分析仪、ＮＲＴ功率计。下面分别介绍用这三种仪器测量功率的方法。 ２．１ ＣＭＳ５４综合测试仪测量发射功率 无线电综合测试仪ＣＭＳ５４含射频信号源、调制信号源、频率计、功率计、电压表、信纳比表、邻频功率测量等，其测量的功率范围为５ ｍＷ到５０ Ｗ，频率范围为４００ ｋＨｚ到１ ＭＨｚ。使用ＣＭＳ５４综合测试仪测量发射设备输出功率方法步骤如下： （１）测试线路连接如图３所示。 （２）打开ＣＭＳ电源，待ＣＭＳ进入稳定的测试界面，按ＴＸ－ＴＥＳＴ软键，进入发射测试界面。 （３）开启被测发射设备（已知发射功率小于５０Ｗ），这时即可读出其发射功率。如果知道被测发射设备的发射频率，可以按ＳＥＴ ＲＦ软键，通过键盘设置响应频率，然后再开启被测发射设备，读出发射功率。 ２．２ ＦＳＰ３０频谱分析仪测量发射功率 ＦＳＰ３０频谱分析仪射频输入最大的功率是１Ｗ，当发射设备 输出功率大于１Ｗ时，在ＦＳＰ３０频谱分析仪前加一衰减器，以免烧毁频谱仪。测试方法步骤如下： （１）测试线路连接如图４所示。 （２）将ＦＳＰ３０频谱分析仪的输入衰减器（ＡＴＴ）设置为最大，然后开启被测发射设备。 （３）将被测信号中心频率置于频谱分析仪显示的中心，恰当设置ＳＰＡＮ、ＲＢＷ和ＶＢＷ值，这几个值设置的一般建议是：ＳＰＡＮ必须至少覆盖被测量信号的带宽；ＲＢＷ设置信道带宽的１％和４％之间；ＶＢＷ至少是ＲＢＷ的三倍。 （４）调整频谱分析仪输入衰减器（ＡＴＴ）和参考电平（ＲＥＦＬＥＶＥＬ），使信号接近显示的顶部。 （５）设置检波器工作方式为均方根检波器。步骤如下：按ＴＲＡＣＥ键，使用上下键选择ＤＥＴＥＣＴＯＲ项，按相应软键确定， 图２ 平均功率和峰功率的关系 峰功率 平均功率 图 ３ 测试线路连接 被测发射设备Ｃ ＭＳ５４综测仪 图４ 测试线路连接 被测发射设备衰减器ＦＳＰ３０频谱分析仪 检测实验室 中国无线电2005/9 53
天线的主要性能指标和相关知识讲解学习
天线的主要性能指标 1、方向图： 天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例，从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。平行于地面在波束最大场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。 描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半（场强下降到最大值的0.707倍，3dB衰耗）的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。一般地，GSM定向基站水平面半功率波瓣宽度为65°，在120°的小区边沿，天线辐射功率要比最大辐射方向上低9-10dB。 2、方向性参数 不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。 3、天线增益 增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。增益是在同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。 另外，表征天线增益的参数有dBd和dBi。DBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。 4、入阻输入阻抗 输抗是指天线在工作频段的高频阻抗，即馈电点的高频电压与高频电流的比值，可用矢量网络测试分析仪测量，其直流阻抗为0Ω。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。 5、驻波比 由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致，会产生部分的信号反射，反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻的电压最大值与最小值的比即为电压驻波比VSWR。假定天线的输入功率P1，反射功率P2，天线的驻波比VSWR=（+）/（-）。一般地说，移动通信天线的电压驻波比应小于1.5，但实际应用中VSWR应小于1.2。 6、极化方式 根据天线在最大辐射（或接收）方向上电场矢量的取向，天线极化方式可分为线极化，圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化，垂直极化和±45o极化。发射天线和接收天线应具有相同的极化方式，一般地，移动通信中多采用垂直极化或±45o极化方式。 7、双极化天线隔离度 双极化天线有两个信号输入端口，从一个端口输入功率信号P1dBm，从另一端口接收到同一信号的功率P2dBm之差称为隔离度，即隔离度=P1-P2。 移动通信基站要求在工作频段内极化隔离度大于28dB。±45o双极化天线利用极化正交原理，将两副天线集成在一起，再通过其他的一些特殊措施，使天隔离度大于30dB。
无线传输距离和发射功率以及频率的关系
无线传输距离和发射功率以及频率的关系 功率灵敏度（dBm dBmV dBuV） dBm=10log(Pout/1mW)，其中Pout是以mW为单位的功率值 dBmV=20log(Vout /1mV)，其中Vout是以mV为单位的电压值 dBuV=20log(Vout /1uV)，其中Vout是以uV为单位的电压值 换算关系： Pout＝Vout×Vout/R dBmV=10log(R/0.001)+dBm，R为负载阻抗 dBuV=60+dBmV 应用举例 无线通信距离的计算 这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法：所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。 通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。 [Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz) 式中Lfs为传输损耗，d为传输距离，频率的单位以MHz计算。 由上式可见，自由空间中电波传播损耗（亦称衰减）只与工作频率f和传播距离d有关，当f或d增大一倍时，［Lfs］将分别增加6dB. 下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗 Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz) Los 是传播损耗，单位为dB，d是距离，单位是Km，f是工作频率，单位是MHz 下面举例说明一个工作频率为433.92MHz，发射功率为＋10dBm(10mW)，接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离：
1. 由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBm Los = 115dB（10dBm-Los=-105dBm =>Los=115dB） 2. 由Los、f 计算得出d =30公里 （Solve[ 115==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x] {{x 30.945}}） 这是理想状况下的传输距离，实际的应用中是会低于该值，这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响，如大气、阻挡物、多径等造成的损耗，将上述损耗的参考值计入上式中，即可计算出近似通信距离。 假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB，可以计算得出通信距离为： d =1.7公里 （Solve[90==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x] {{x 1.74016}}） 结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍 无线传输距离测算 很多时候，需要预估自己的无线究竟能传输多远距离，来粗略评估产品是否能够达到实用的水平。下面大致给出无线在自由空间传播距离的计算公式。自由空间指天线周围附近为无限大真空环境，是理想的环境。无线电波在传播中，能量不会被其他物体吸收、反射、衍射。自由空间中无线通信距离与发射功率，接收灵敏度，工作频率有关。 自由空间无线电波传播的损耗为： Loss=32.44+20lgd+20lgf Loss—传播损耗，单位dB;d—距离，单位km;f—工作频率，单位MHz。 例如：工作频率在2.4GHz，发射功率为0dBm（1mw），接收灵敏度为-70dBm的蓝牙系统在自由空间的传播距离：
SAS-58X标准增益喇叭天线组
SAS-58x (标准增益喇叭天线组) 标准增益天线组，用于在1GHz-40GHz频率范围内进行辐射和敏感度测试。每个天线都经过线性极化，具有中等增益，低VSWR和恒定的天线因子。标准增益喇叭的性能是非常精确的，能由设计参数进行预测。天线因子和增益的实测值和计算值之间的误差为+/-0.5 dB。所以，这组天线能当作标准参考，类似于1GHz以下的共鸣偶极子天线一样。同轴到波导的适配器，是整个天线上唯一对功率有限制的元件，如果需要很大的场强，可以把这个适配器去掉。每个标准增益天线都可以安装到标准三角架上【?-20母螺纹】。通过旋转三角架上的天线，可以得到水平和垂直极化。 增益：15dB，也有10dB的和20dB的。 标准增益喇叭天线组包括： 型号频率范围说明增益 SAS-580 1.12 GHz - 1.70 GHz 喇叭天线，标准增益14.7 SAS-581 1.70 GHz - 2.60 GHz 喇叭天线，标准增益14.5 SAS-582 2.60 GHz - 3.95 GHz 喇叭天线，标准增益15.1 SAS-583 3.95 GHz - 5.85 GHz 喇叭天线，标准增益14.5 SAS-584 5.85 GHz - 8.20 GHz 喇叭天线，标准增益14.8 SAS-585 8.2 GHz - 12.4 GHz 喇叭天线，标准增益15.6 SAS-586 12.4 GHz - 18.0 GHz 喇叭天线，标准增益14.9 SAS-587 18.0 GHz - 26.5 GHz 喇叭天线，标准增益14.8 SAS-588 26.5 GHz - 40.0 GHz 喇叭天线，标准增益14.6
国家对GHz无线设备发射功率的限制以及相关规定
国家对无线设备发射功率的限制以及相关规定 关于调整频段发射功率限值及有关问题的通知？ 信部无[2002]353号 各省、自治区、直辖市无线电管理机构，各相关单位：？ 为适应无线通信技术的发展，为科研、生产单位研发新技术、新产品提供研究频段及便利条件，满足无线电通信业务的需求，根据我国无线电频率划分规定及频谱使用情况，并参照国际上通用的技术标准。决定调整频段无线电发射设备的部分技术参数，现将有关事项通知如下：？ 一、自发文之日起，调整 - GHz频段无线电发射设备的主要技术指标如下：？ (一)等效全向辐射功率(EIRP)：？ 天线增益＜10dBi时：≤100 mW或≤20 dBm；？ 天线增益≥10dBi时：≤500 mW或≤27 dBm。？ (二)最大功率谱密度：？ 1．直接序列扩频或其它工作方式：？ 天线增益＜10dBi时：≤10 dBm / MHz(EIRP)；？ 天线增益≥10dBi时：≤17 dBm / MHz(EIRP)；？ 2．跳频工作方式：？ 天线增益＜10dBi时：≤20 dBm / MHz(EIRP)；？ 天线增益≥10dBi时：≤27 dBm / MHz(EIRP)。？ (三)载频容限：20 ppm？ (四)带外发射功率(在频段以外)：？ ≤-80 dBm / Hz (EIRP)。？ (五)杂散发射(辐射)功率(对应载波±倍信道带宽以外)：？ ≤-36 dBm / 100 kHz (30 - 1000 MHz)；？ ≤-33 dBm / 100 kHz - GHz)；？ ≤-40 dBm / 1 MHz - GHz)；？ ≤-40 dBm / 1 MHz - GHz)；？ ≤-30 dBm / 1 MHz (其它1 - GHz)。？
增益天线种类详解
电源招聘专家 增益天线种类详解 着无线产品价格的逐渐走低，许多人都在企业或家里构筑了无线网络，大大方便了日常应用。不过，家里面积大了，企业间的距离远了，无线网络不稳定、数据传输受阻等技术开始出现。怎样才能解决这些棘手的技术呢? 更换网络设备花销过大，不符合经济节约的消费理念，而更换、加装增益天线却是极为经济切增强无线网络传输能力、稳定性的方法。 了解增益天线 作为增益天线的基本属性，增益是指定方向上的最大辐射强度和天线最大辐射强度的比值，即天线功率放大倍数。在一般情况下，增益的强弱将干扰到天线辐射或接收无线信号的能力。也就是说，在同等条件下，增益越高，无线信号传播距离就越远。增益的单位为dBi，室内天线大多为4dBi～5dBi，室外天线大多为8.5dBi～14dBi。 通常情况下，由于增益的大小和无线带宽成反比，即增益越大，其带宽就越窄;增益越小，带宽则较大。因此，较大增益的天线主要在远距离传输，而小增益天线则更适合于无线信号大覆盖范围的应用环境。 目前在无线网络应用中，天线分为点对点应用、点对多点应用两种，用户可根据不同的应用范围选购不同类型的无线天线，使无线信号能够顺利地被各个无线设备接收和发送。 天线种类扫描 在上文中，我们说明了增益天线的定义和作用。其实，增益天线仅是一个统称而已，我们可以笼统地将它看做是无线天线。在这个天线家族中，还有许多不为人所知的新面孔。在此，我们让大家“见识”一下它们的实力。 1.种类全接触 无线天线可分为全向天线、定向天线、扇形天线、平板天线等类型。 其中全向天线适在各无线接点距离较近、需要覆盖较多数量无线设备及客户端的场合，但这些设备的增益大多较小，信号传递距离较短。 定向天线包括八木定向天线、角型定向天线、抛物面定向天线等品种，适在各无线接点位置距离很远，并且无线接入点集中、数量较少且位置固定的环境。这种天线具有信号传递距离长、能量汇聚能力强的特点。 扇形天线可以多角度的覆盖，如果无线接入点集中在该天线的覆盖范围内，可考虑选购此类天线，它具有能量定向和汇聚功能。 平板天线的角度范围可分为30度和15度，比扇形天线的信号覆盖范围小，但它的能量汇聚能力更强，可用在无线接入点相对较远、更为集中的环境。 2.主流天线详解 在诸多不同类型的天线中，使用全向天线和定向天线的企业和个人非常多，它们也是笔者要重点推荐大家使用的天线。 ●全向天线 所谓全向天线，是指在水平面上辐射和接收无最大方向的天线。由于辐射和接收无方向性，所以此类天线安装起来比较方便，不需要考虑传输点的天线安装角度技术。 不过全向天线没有最大方向，它的天线增益相对较低，这就导致无线信号的传输距离较短。因此，这类天线一般比较适合在传输距离规则不太高的点对多点通信环境使用。例如，在对等网络和无线漫游网络的中心无线AP上使用此类天线，通过中心无线AP，可以均匀地将
第一章 天线增益测量
天线与电波教学实验指导书 实验三 天线增益测量 3．1实验内容和目的： 用绝对测量法（即测传播损耗的方法）和相对测量法（即比较法）测量喇叭天线的增益，掌握天线增益的一般测量方法。 3．2测量原理 1．天线增益的绝对测量 根据福里斯公式，当发射功率为P t ，发射天线增益为G t ，接收天线增益为 G r ，收发天线相距 R ，则位于远场区的接收天线的最大接收功率为 2244??? ? ??=?=R G G P A R G P P r t t r er t t r πληπ 当收发天线完全相同即G t =G r =G 时，接收功率为 2244??? ? ??=?=R G P A R G P P t r er t t r πληπ 由此可求出每个天线的增益为 G P P R r t =?4πλ 如用dB 表示，则为 ??? ? ???+??? ??=t r P P R dB G lg 10214lg 10)(λπ 因此,如果测出收发电平差、工作频率和收发距离，即可通过上式求出被测天线的增益。 2．天线增益的相对测量 被测天线增益G 和参考天线增益G 0间存在简单的关系： G=gG 0 式中，g 是被测天线相对于参考天线的增益。
因此如果参考天线的增益已知，只要测出g ，即可按上式求出被测天线的增益。 用比较法测天线增益，常用半波对称振子(或折合振子)作线天线的标准增益天线（其增益约为1.64或2.15dB ）；常用按最佳方向性系数设计的标准增益喇叭作面天线的增益标准天线，其增益理论设计值和实际值相当吻合，可按下式估算： )(4lg 102dB Ak D G λ π≈≈ 式中，A 是喇叭口面面积，k 是口面利用率。对角锥喇叭天线k 取0.51。 3. 天线增益的综合测量 设三个不同天线的增益分别为G G G 010203、、,先用比较法测得1和2对3的相对增益 03 02 203011G G G G G G ==， 当G 03已知时，则 03 20203101G G G G G G ==，， 用dB 表示,即 ) ()()()()()(0320203101dB G dB G dB G dB G dB G dB G +=+=， 当G dB 03()未知时，可用上述1项（天线增益的绝对测量）的方法测出G dB G dB 0102()()+，与上两式联立求出G dB 03()。 3．3 测量方框图： 3．4主要测试设备： 发射源：厘米波分频锁相源（带隔离器，具连续波或1KHz 内方波调制输出，带数字频率指示和功率相对指示，工作频率11GHz ±250MHz ，输出功率连续可调，
网优参考信号功率设置说明
参考信号功率设置 实际优化过程中，根据覆盖调整需要经常要修改 RS POWER ，华为MML 对应修改命令 为MOD PDSCHCFG (修改PDSCH 配置信息)，如下 W3D FDSCHCFG: LOCALCELL ：D-1, REFERENCES! GHALFWR-5 2: Refere nceSig nalPwr 参考信号功率，含义：该参数表示每物理天线的小区参考信号的 功率值。注意是每物理天线的小区参考信号，默认配置为 9.2dBm ，具体公式如下： DL _RS_Power = 单天线发射功率-10log(Nsubcarriers)+ 10log(1+Pb) =(46-10log(8))-30.8+ 3=9.2dBm 10log(1+Pb)为RS 增强技术引入的增益 46dBm 为单小区发射功率，单天线发射功率 =46- 10log(8)=37dBm=5W Nsubcarriers 表示20M 带宽内子载波的数量，20M 带宽内总共100个RB ，每 个RB 包含12个子载波，100个RB 总共有1200个子载波 这样按照默认配置，现网单小区配置，小区功率为单天线功率 *8=5W*8=40W=46dBm 后台DSP CELL 查询小区状态时，能够查询到该小区 单天线发射功率。 号关断状态主基帯处理板信息小区拓扑结枸最犬发射功率心1毫瓦分贝) 启动 0-0-2 启动 0-0-2 NVLL MODPDSCHCFG 本堆小区标亡 1 ±1 基述:模式 65535 4ZiBm-15.05W
查询FESCWS信息本地小1K标识薑考信号功CO 1毫瓦分贝〕FE J"：~I 2 ] 142 ] 3 92 黠果个敎=引 通过以上截图可以看出 设置为9.2dBm时，小区最大发射功率为5W*8=40W , 设置为14.2dBm时，小区最大发射功率为15.85W*8=126.8W ， 所以提升RS POWER需考虑RRU功率，不能超过RRU发射总功率，特别是双模改造站点，还需要考虑TDS载波功率。 根据RS POWER设置值来计算小区发射功率 单天线发射功率=RS POWER - 10log(1+Pb) + 10log(Nsubcarriers) 发射功率计算附件：直接输入RS POWER，可直接计算出小区最大发射功率。 小区功率计算.xlsx
射频参数解析
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 射频参数 1.回波损耗 又称反射损耗，是电缆线路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。 不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方。 回波损耗是传输线端口的反射功率与入射波功率之比，以对数形式来表示，单位是dB，一般是负值，其绝对值可以成为反射损耗。 回波损耗= -10 lg [(反射功率)/(入射功率)] 2.反射系数 反射波和入射波电压之比 回波损耗= 20|lg(反射系数Γ)| 3.驻波比 全称电压驻波比，又名VSWR或SWR，英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。指驻波波腹电压与波谷电压幅度之比，又称驻波系数、驻波比。驻波比为1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗；驻波比为无穷大时表示全反射，能量完全没有辐射出去。 驻波比会随着频率而改变 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波谷。 其它各点的振幅值则介于波腹与波谷之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波谷处的电压幅值Vmin之比 驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果SWR 的值等于
1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。 如果SWR 值大于1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温 驻波比反射率： 1.00.00% 1.10.23% 1.20.83% 1.3 1.70% 1.5 4.00% 1.7 6.72% 1.88.16% 2.011.11% 2.518.37% 3.025.00% 4.036.00% 5.044.44% 7.056.25% 1066.94% 1576.56% 2081.86% 4.天线增益 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。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。 一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。 表示天线增益的参数有dBd和dBi，dBi是相对于点源天线的增益，在各方向上的辐射是均匀的；dBd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+2.15。相同条件下，增益越高，电波传播的距离越远
发射功率与增益详解
发射功率与增益详解 2011-09-28 15:31:48| 分类：TEC-Hardware|举报|字号订阅 本文转载自jason《发射功率与增益详解》 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： 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] 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，因此度量发射能量最好同一度量－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 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 +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。 0dbm=0.001w 左边加10=右边乘10 所以0+10DBM=0.001*10W 即10DBM=0.01W 故得20DBM=0.1W 30DBM=1W 40DBM=10W 还有左边加3=右边乘2，如40+3DBM=10*2W，即43DBM=20W 例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7（物理发泡低损耗电缆）到天线上还剩下多少增益 20W=43DB 30米50-7损耗一米小于0.09 按照最大值0.09*30=2.7DB 43DB-2.7DB=40.3DB 天线增益16DBi+40.3DB=56.3DB
无线路由器发射功率如何调节
无线路由器发射功率如何调节 家用电器中，应适当调节发射功率，降低无线信号辐射对人体的影响。特别是家里有老人、小孩、孕妇，降低发射功率显得尤为重要。目前市场上大部份产品都不带功率调节功能，比如手机、微波炉、电冰箱等。但也有少数产品，带有功率调整功能，比如JCG无线网络设备——智能无线路由器。 对于智能无线路由器来讲，发射功率其实就是指无线路由器的信号强度。适当的发射功率，不仅可以避免辐射对人的影响，也可以避免不必要的蹭网行为。 一般情况下，如果无线路由器与电脑距离较近，可以把发射功率调整到50%，便可以完成一个房间的无线信号覆盖。当然，如果觉得信号太差，或是电脑与路由器距离较远，阻隔较多，您也可以根据具体情况，适当调节一下无线路由器的发射功率。JCG JHR-N916RS无线路由器的最大发射功率100%。 以我正在使用的JCG JHR-N916RS智能无线路由器为例，说明如何控制发放功率的高低。 图片1 首先，在浏览器上输入192.168.1.1 进入点击高级设置，输入用户名admin 及密码admin，登陆无线路由器后台管理页面。 图片2
进入“无线网络”，选择“高级设置”，在其“发射功率”栏里填入适当的发射功率值。 图片3 填写好发射功率，点击“系统管理”进行系统重启。 图片4 重启成功之后，无线路由器将按您刚才填入的发射功率进行工作。是不是很简单呢？如果您正在使用JCG JHR-N916RS无线路由器，那么可以马上去试一试路由器功率调节功能哦。如果您使用的是其它无线产品，那么赶紧查看一下有没有功率调节功能，调节适当发射功率，避免辐射，安全使用无线网络。
功率和dB的关系很详细
功率和dB的关系应该如下： 1.dB的引入是为了把乘除关系变换为加减，便于工程中的运算。 2.[dB] = 10lg(输出功率W/输入功率W)。如：输入功率为1W而输出功率为1000W，则系统的增益为10lg(1000/1)=30dB。 3.通信中为了表示一个输出功率的绝对值，则引入了dBm。dBm表示相对于1mW 输入功率的系统增益。如果系统的输出功率为1W，换算为dBm则为： 1W=10lg(1W/1mW) = 10lg(1000) = 30 dBm. 一句话dB与W不可以换算，但是dB = 10lg(输出功率W/输入功率W)。如：输入功率为1W而输出功率为10000W，则系统的增益为10lg(10000/1)=40dB。 dB是一个纯计数单位，在工程中有不同的定义方式（仅仅是看上去不同）。对于功率，dB = 10*log()。对于电压或电流，dB = 20*log()。 dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。如（此处以功率为例）： 100000 = 10*log(10^5) = 50 dB 0.000000000000001 = 10*log(10^-15) = -150 dB dBm定义的是miliwatt。0 dBm = 10log(1) mW = 1 mW； dBw定义watt。0 dBw = 10log1 W = 10*log(1000) mw = 30 dBm。 dB在缺省情况下总是定义功率单位，以10*log 为计。当然某些情况下可以用信号强度（Amplitude）来描述功和功率，这时候就用20log 为计。不管是控制领域还是信号处理领域都是这样。比如有时候大家可以看到dBmV 的表达。