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=10x log[功率mW]
mW=10[增益dBm/10dBm]
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“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：
-3dB=1/2功率
-6dB=1/4功率
+3dB=2x功率
+6dB=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。
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
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)；
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
机械工程控制基础简答题答案(1)
1.何谓控制系统，开环系统与闭环系统有哪些区别？ 答：控制系统是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。开环系统构造简单，不存在不稳定问题、输出量不用测量；闭环系统有反馈、控制精度高、结构复杂、设计时需要校核稳定性。 2.什么叫相位裕量？什么叫幅值裕量？ 答：相位裕量是指在乃奎斯特图上，从原点到乃奎斯特图与单位圆的交点连一直线，该直线与负实轴的夹角。幅值裕量是指在乃奎斯特图上，乃奎斯特图与负实轴交点处幅值的倒数。 3.试写出PID控制器的传递函数？ 答：G C(s)=K P+K Ds+K I/s 4,什么叫校正（或补偿）？ 答：所谓校正（或称补偿），就是指在系统中增加新的环节或改变某些参数，以改善系统性能的方法。 5.请简述顺馈校正的特点 答：顺馈校正的特点是在干扰引起误差之前就对它进行近似补偿，以便及时消除干扰的影响。6.传函的主要特点有哪些？ 答：（1）传递函数反映系统本身的动态特性，只与本身参数和结构有关，与外界输入无关；（2）对于物理可实现系统，传递函数分母中s的阶数必不少于分子中s的阶数；（3）传递函数不说明系统的物理结构，不同的物理结构系统，只要他们的动态特性相同，其传递函数相同。 7.设系统的特征方程式为4s4+6s3+5s2+3s+6=0，试判断系统系统的稳定性。 答：各项系数为正，且不为零，满足稳定的必要条件。列出劳斯数列： s4 4 s3 6 3 s2 3 6 s1 -25/3 s0 6 所以第一列有符号变化，该系统不稳定。 8.机械控制工程主要研究并解决的问题是什 么？ 答：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即最优设计。（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。 9，在系统校正中，常用的性能指标有哪些？答：（1）在系统校正中，常用的性能指标按其类型可分为：(1)时域性能指标，它包括瞬态性能指标（即上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间等）和稳态性能指标（即稳态误差）。（2）频域性能指标，它包括相位裕量、幅值裕量、频宽等。 10.求拉氏反变换的方法有哪些？ 答：（1）查表法；（2）有理函数法；（3）部分分式法。 11.简述二阶欠阻尼系数a，w n与性能指标M p(超调量)、t s(调整时间)的关系。 答：二阶欠阻尼系统若a不变，增大或减小w(n)，则超调量t(p)不变，调整时间t(s)减小（或增大）;若t(n)不变，增大（或减小）a，则超调量M(p)减小（或增大），调整时间t(s)减小（增大） 12.简述串联超前校正环节的作用。 答：串联超前校正环节的作用是：串联超前校正环节增大了相位裕量，加大了宽带，这就意味着提高了系统的相对稳定性，加快了系统的响应速度，使过度过程得到显著改善。但由于系统的增益和型次都未变化，所以稳态精度变化不大。13.传递函数的典型环节主要有哪几种？ 答：（1）比例环节K；（2）积分环节1/s（3）微分环节s（4）惯性环节1/（Ts+1）（5）一阶微分环节Ts+1（6）震荡环节1/(T2s2+2aTs+1)（7）二阶微分环节T2s2+2aTs+1（8）延时环节e-ts 14.终值定理的应用条件是什么？ 答：若函数f（t）及其一阶导数都是可拉氏变换的，并且除在原点处唯一的极点外，sF（s）在包括含jw轴的右半s平面内是解析的，这就意味着 当t趋近与无穷时f（t）趋于一个确定的值，则 函数f（t）的终值为limf（t）=limF（s）。 15.什么叫系统分析？ 答：当系统已定，并且输入知道时，求出系统的 输出（响应），并且通过输出来研究系统本身的有 关问题，即系统分析。 16.对数坐标图的主要优点有哪些？ 答：（1）可以将幅值相乘转化为幅值相加，便于 绘制多个环节串联组成的系统的对数频率特性 图。（2）可采用渐近线近似的作用方法绘制对数 幅频图，简单方便，尤其是在控制系统设计、校 正及系统辨识等方面，优点更为突出。（3）对数 分度有效地扩展了频率范围，尤其是低频段的扩 展，对工程系统设计具有重要意义。 17.简述拉氏反变换中部分分式法的步骤。 答：部分分式法是通过代数运算，先将一个复杂 的象限函数化为数个简单的部分分式之和，再分 别求出各个分式的原函数，总的原函数即可求得。 18.请写出超前校正装置的传递函数，如果将它 用于串联校正，可以改善系统什么性能？ 答：G c(s)=1/a乘aTs+1/(Ts+1),a>1可增加相位 裕量，调整频带宽度。 19.影响系统稳态误差的因素有哪些？ 答：影响系统稳态误差的因素有系统的类型、开 环增益和输入信号。 20.已知系统的调节器为 G c(s)=(T1s+1)(T2s+1)/s,其中T1、T2>0，问是否 可以称其为PID调节器，请说明理由。 答：可以称其为PID调节器。 G c(s)=(T1+T2)+T1T2S+1/S .G c(s)由比例部分 (T1+T2) 、微分部分T1T2s及积分部分1/s相加而 成。 21.什么叫机械系统的动柔度和动刚度？ 答：若机械系统的输入为力，输出为位移（变形）， 则机械系统的频率特性就是机械系统的动柔度； 机械系统的频率特性的倒数就是机械系统的动刚 度。 22.什么叫机械系统的基本要求？ 答：对控制系统的基本要求有系统的稳定性、响 应的快速性和响应的准确性等，其中系统的稳定 性是控制系统工作的首要条件。在参数已知的情 况下分析和评定系统的稳定性、快速性和准确性。 23.设开环传递函数Gs=100/s+10s+50,试说明开 环系统频率特性极坐标图的起点和终点。 答：G（s）=0.2/（0.1s+1）（0.02s+1） G（jw）=0.2/(j0.1w+1)(j0.02w+1) G(jw)极坐标图起点：（0.2.j0） G(jw)极坐标图终点（0，j0） 29.什么是数学模型？ 答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建 立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。 一个合理的数学模型应以最简化的形式，准确地 描述系统的动态特性。 30.线性系统的主要特征是什么？ 答：若系统的数学模型表达式是线性的，则这种 系统就是线性系统。线性系统最重要的特征是可 以运用叠加原理。所谓叠加原理，就是系统在几 个外加作用下所产生的响应，等于各个外加作用 单独作用的响应之和。 31.简述系统时间响应的概念。 答：机械工程系统在外加作用激励下，其输出量 随时间变化的函数关系称之为系统的时间响应， 通过时间响应的分析可以揭示系统本事的动态特 性。 32.在频率特性的图形表示方法中，常用的方法 有哪几种？ 答：（1）对数坐标图或称伯德图（2）极坐标图或 称乃奎斯特图（3）对数幅-相图。 33.判断定常系统是否稳定的方法有哪几种？ 答：劳斯判据；胡尔维茨判据；乃奎斯特稳定性 判据；根轨迹法。 34.反馈校正与串联校正相比，所具有的优点是 哪些？ 答：反馈校正比串联校正更有其突出的优点：利 用反馈能有效地改变被包围环节的动态结构参 数，甚至在一定条件下能用反馈校正完全取代包 围环节，从而大大减弱这部分环节由于特性参数 变化及各种干扰给系统带来的不利影响。 35.什么是反馈（包括正反馈和负反馈）？ 答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信 号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返 回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或 作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相 反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如 果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 36.劳斯-胡尔维茨稳定性判据的根据是什么？ 答：利用特征方程式的根与系统的代数关系，由 特征方程中的已知系数间接判断出方程的根是否 具有负实部，从而判断系统是否稳定。 37.采用何种方式可以同时减少或消除控制输入 和干扰作用下的稳态误差？ 答：在干扰作用点至系统输入口的前通道中，提 高增益和设置积分环节。 38.简述拉氏变换的线性性质。 答：拉氏变换是一个线性变换，若有常数KK，函 数f(t1),f(t2),则 L[K1f1(t)+K2f2(t)]=K1L[f1(t)]+K2L[f2(t)]=K1F1(s )+K2F2(s) 39．系统的频域性能指标有哪些？ 答：相位裕量、幅值裕量、截止裕量及频宽、谐 振频率及谐振峰值。 40.频率特性和传递函数的关系是什么？ 答：若系统的传递函数为G（s），则相应系统的 频率特性为G（jw），即将传递函数中得s用jw 代替 40.请写出滞后校正装置的传递函数，如果将它 用于串联校正，可以改善系统什么性能？ 答：G(s)=Ts+1/9aTs+1)，提高系统的稳态精度。 41.什么是系统频率特性的截止频率？ 答：是指系统闭环频率特性的幅值下降到其零频 率幅值以下3dB时的频率。 42.典型二阶系统（当0
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：
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)。？
控制工程第三次实验
机械控制工程基础实验报告 学院工学、职业技术教育学院 班级机械113 姓名陈浩浩 学号11550307
一、实验目的和要求 1．掌握用MATLAB 语句绘制各种频域曲线。 2．掌握控制系统的频域分析方法。 二、实验内容 频域分析法是应用频域特性研究控制系统的一种经典方法。它是通过研究系统对正弦信号下的稳态和动态响应特性来分析系统的。采用这种方法可直观的表达出系统的频率特性，分析方法比较简单，物理概念明确。 1．频率曲线主要包括三种：Nyquist 图和Bode 图。 1）Nyquist 图的绘制与分析 MATLAB 中绘制系统Nyquist 图的函数调用格式为： nyquist(num,den) 频率响应w 的范围由软件自动设定 nyquist(num,den,w) 频率响应w 的范围由人工设定 [Re,Im]= nyquist(num,den) 返回奈氏曲线的实部和虚部向量，不作图 例1：已知系统的开环传递函数为2526 2)(2 3++++=s s s s s G ，试绘制Nyquist 图，并判断系统的稳定性。 num=[2 6]; den=[1 2 5 2]; [z,p,k]=tf2zp(num,den) nyquist(num,den) 极点的显示结果及绘制的Nyquist 图如图1所示。由于系统的开环右根数P=0，系统的Nyquist 曲线没有逆时针包围（-1，j0）点，所以闭环系统稳定。 p = -0.7666 + 1.9227i -0.7666 - 1.9227i -0.4668 若上例要求绘制)10,10(11-∈ω间的Nyquist 图，则对应的MATLAB 语句为： 图1 开环极点的显示结果及Nyquist 图
线性定常二阶系统的闭环增益加大
(1)线性定常二阶系统的闭环增益加大： D、对系统的动态性能没有影响 (2)单位反馈系统稳态速度误差的正确含义是： C、在时，输出位置与输入位置的稳态误差 (3)系统的开环传递函数为两个“S”多项式之比 则闭环特征方程为： B、N(S)+M(S) = 0 (4)非单位反馈系统，其前向通道传递函数为G(S)，反馈通道传递函数为H(S)，则输入端定义的误差E(S)与输出端定义的误差之间有如下关系： A、 (5)已知下列负反馈系统的开环传递函数，应画零度根轨迹的是： A、 (1)已知单位反馈系统的开环传递函数为，则其幅值裕度等于： B、 (2)积分环节的幅频特性，其幅值与频率成： C、反比关系 (3)已知系统的传递函数为，其幅频特性应为： D、 (4)非线性系统相轨迹的起点取决于： B、初始条件 (5)下列串联校正装置的传递函数中，能在处提供最大相位超前角的是： B、 (1)1. 典型欠阻尼二阶系统超调量大于5％，则其阻尼的范围为： D、0<<0.707 (2)二阶系统的闭环增益加大: D、对动态特性无影响
(3)欠阻尼二阶系统两者都与 C、有关 (4)一阶系统的闭环极点越靠近平面的s原点，其 A、响应速度越慢 (5)系统时间响应的瞬态分量 C、反映系统的动特性 (1)典型欠阻尼二阶系统中再加入一个闭环零点，则 C、 (2)欠阻尼典型二阶系统若不变，变化时 B、当时， (3)稳态速度误差的正确含义为( 均为常值) C、下输出位置与输入位置间的稳态误差 (4)单位反馈系统，闭环传递函数为，时，系统稳态误差 B、T (5)某系统单位斜坡输入时，，说明该系统 D、是0型系统 (1)已知某系统的型别为v ，输入为 (n 为正整数)，则系统稳态误差为零的条件是 B、 (2)I型单位反馈系统的闭环增益为 C、1 (3)系统闭环零点影响系统的 D、超调量 (4)单位反馈系统的开环传函为，则其开环增益分别为： A、 5)系统开环传递函数（a>0,b>0）,闭环稳定条件是： B、b>a
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
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。
控制工程基础期末复习重点
控制工程基础复习提纲 【附上老师的一段原话】 《控制工程基础》考试时间：15年1月21日（周三）上午。请同学们按照复习提纲认真复习，把相关作业和例题搞懂。一定要认真对待考试，务必带上带学生证和必要的文具（包括铅笔、橡皮、直尺等），计算不会很复杂，手算即可，不可以用手机。最好不要带手机。本周三（14日）我会在八教三楼实验室311，需要答疑的同学可以来找我，平时QQ联系亦可。祝同学们考试顺利！万一有同学没有考过的，假期务必认真复习，把不会做的搞懂，补考也是差不多的题型。请一定要认真对待考试，这门课不做题目，想随便混过去是不可能的啊！ 必须掌握基本的解题方法和步骤，并且能比较熟练地应用。不搞懂光记例题没用的。 1. 求机械、电气系统的微分方程，并求传递函数。 如：p72 2-1。 2. 记住几种典型环节的传递函数形式，p35。 3. 方框图的简化。 如：p75 2-11。 4. 控制系统的传递函数。 如：p75 2-14。 5. 记住一阶惯性环节的单位阶跃响应曲线图，与参数T的关系。 记住二阶系统的特征方程，单位阶跃响应曲线图，与参数ξ的关系。 6. 稳态误差系数、稳态误差的计算。 如：p124 3-11, 3-12。 7. 根据劳斯判据判断系统的稳定性，并说明特征根在复平面上的分布。 如：p125 3-15。 8. 尼奎斯特图的定义和作图方法，典型环节的尼奎斯特图，稳定性判据等。 如: p183 4-10,4-14。 1) 请写出系统的幅、相频率特性和实频、虚频特性； 2) 画出系统的尼奎斯特图； 3) 试用尼奎斯特判据判断闭环系统的稳定性。 9. 博德图的定义和作图方法，典型环节的博德图（一阶惯性环节、一阶微分环节、二阶振荡环节的对数幅频特性渐近线在转折频率处斜率发生改变；相频特性关于转折频率斜对称），稳定性判据，幅、相穿越频率，幅、相裕量等。 如p160例4.11。
天线增益的计算及单位转换
天线增益的计算及单位转换 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。增益显然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。 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 。 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} 式中， L 为天线长度； λ0 为中心工作波长； 关于天线的db, dBi，dBd等单位 有些朋友往往比较容易混淆这些单位，dB取的都是以对数值为基础的。