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功率及增益定义(精)

功率及增益定义(精)
功率及增益定义(精)

功率增益是指输出功率与输入功率之比

简单地说,分贝就是放大器增益的单位。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为增益,这是一个概念的两种称呼。电学中分贝与放大倍数的转换关系为:AV(I(dB=20lg[Vo/Vi(Io/Ii];Ap(dB=10lg(Po/Pi分贝定义时电压(电流增益和功率增益的公式不同,但我们都知道功率与电压、电流的关系是

P=V2/R=I2R。采用这套公式后,两者的增益数值就一样了:

10lg[Po/Pi]=10lg(V2o/R/(V2i/R=20lg(Vo/Vi。使用分贝做单位主要有三大好处。(1数值变小,读写方便。电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。用分贝表示先取个对数,数值就小得多。附表为放大倍数与增益的对应关系。

(2运算方便。放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时,总增益就是相加。若某功放前级是100倍(20dB,后级是20倍(13dB,那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20dB+13dB=33dB。(3符合听感,估算方便。人听到声音的响度是与功率的相对增长呈正相关的。例如,当电功率从0.1瓦增长到1.1瓦时,听到的声音就响了很多;而从1瓦增强到2瓦时,响度就差不太多;再从10瓦增强到11瓦时,没有人能听出响度的差别来。如果用功率的绝对值表示都是1瓦,而用增益表示分别为10.4dB,3dB和0.4dB,这就能比较一致地反映出人耳听到的响度差别了。您若注意一下就会发现,Hi-Fi功放上的音量旋钮刻度都是标的分贝,使您改变音量时直观些。分贝数值中,-3dB和0dB两个点是必须了解的。-3dB也叫半功率点或截止频率点。这时功率是正常时的一半,电压或电流是正常时的1/2。在电声系统中,±3dB的差别被认为不会影响总特性。所以各种设备指标,如频率范围,输出电平等,不加说明的话都可能有

±3dB的出入。例如,前面提到的频响10Hz~40kHz,就是表示在这段频率中,输出幅度不会超过±3dB,也就是说在10Hz和40kHz这二个端点频率上,输出电压

幅度只有中间频率段的0.707(1/倍了。0dB表示输出与输入或两个比较信号一样大。分贝是一个相对大小的量,没有绝对的量值。可您在电平表或马路上的噪声计上也能看到多少dB的测出值,这是因为人们给0dB先定了一个基准。例如声级计的0dB是2×10-4μb(微巴,这样马路上的噪声是50dB、60dB就有了绝对的轻响概念。常用的0dB基准有下面几种:dBFS——以满刻度的量值为0dB,常用于各种特性曲线上;dBm——在600Ω负载上产生1mW功率(或0.775V电压为0dB,常用于交流电平测量仪表上;dBV——以1伏为0dB;dBW——以1瓦为0dB。一般读出多少dB后,就不用再化为电压、声压等物理量值了,专业人士都能明白。只有在极少数场合才要折合。这时只需代入公式:10A/20(或A/10×D0计算即可。A为读出的分贝数值,D0为0dB时的基准值,电压、电流或声压用A/20,电功率、声功率或声强则用A/10。现在您就可以来回答本文开头的问题了。第二只音箱在相同输入时比第一只音箱响一倍,如果保持两只音箱一样响的话,第二只音箱只要输入一半功率即可。第一只功放只是很普通的品种,第二只功放却很Hi-Fi,整个频率范围内输出电压只有±2.3%的差别!

功率及增益定义

1、功率单位mW和dBm的换算

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:

1、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 。

2、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:

1、dBm = 10 x log[ 功率 mW]

2、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 。

功率/电平(dBm):放大器的输出能力,一般单位为W、mW、dBm。dBm是取1mW作基准值,以分贝表示的绝对功率电平。

换算公式:

电平(dBm)=10lgW

5W → 10lg5000 = 37dBm

10W → 10lg10000 = 40dBm

20W → 10lg20000 = 43dBm

从上不难看出,功率每增加一倍,电平值增加3dBm

2、dBm, dBi, dBd, dB, dBc都是什么意思,区别是什么?

很多专业书籍的范例中都会出现计算,而往往很多计算结果的意义让我们困惑,就遇到过这种问题不知道家是否被dBm, dBi, dBd, dB, dBc这些术语的意义所困惑,天在这想简单的就我自己的理解介绍一下。

1、dBm

dBm是一个表征功率绝对值的量,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0dBm。

[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。

2、dBi 和dBd

dBi和dBd是表征增益的量(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量,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3dB,则功率大一倍。

[例7] 7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。

[例8] 如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大

6dB。

[例9] 如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2 dB。

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。

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

电流电压功率之间的关系及公式

电流、电压、功率的关系及公式 1、电流I,电压V,电阻R,功率W,频率F W=I2乘以R V=IR W=V2/R 电流=电压/电阻 功率=电压*电流*时间 2、电压V(伏特),电阻R(欧姆),电流强度I(安培),功率N(瓦 特)之间的关系是: V=IR, N=IV=I*I*R,或也可变形为:I=V/R,I=N/V等等. 但是必须注意,以上均是在直流(更准确的说,是直流稳态)电路情况下推导出来的!其它情况不适用. 如交流电路,那要对其作补充和修正求电压、电阻、电流与功率的换算关系 电流=I,电压=U,电阻=R,功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P 还有P=I2R P=IU R=U/I 最好用这两个;

3、如电动机电能转化为热能和机械能: 电流符号: I 符号名称: 安培(安) 单位: A 公式: 电流=电压/电阻 I=U/R 单位换算: 1MA(兆安)=1000kA(千安)=1000000A(安)1A(安)=1000mA(毫安)=1000000μA(微安) 单相电阻类电功率的计算公式= 电压U*电流I 单相电机类电功率的计算公式= 电压U*电流I*功率因数COSΦ三相电阻类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I(星形接法) = 3*相电压U*相电I(角形接法)三相电机类电功率的计算公式= 1.732*线电压U*线电流I*功率因数COSΦ 星形电流=I,电压=U,电阻=R,功率=P U=IR,I=U/R,R=U/I, P=UI,I=P/U,U=P/I P=U2/R,R=U2/P P=I2R 4、串联电路 P(电功率),U(电压),I(电流),W(电功),R(电阻),T(时

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:

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

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

功率电压电流公式 功率电压电流公式大全

1、欧姆定律: I=U/R U:电压,V; R:电阻,Ω; I:电流,A; 2、全电路欧姆定律: I=E/(R+r) I:电流,A; E:电源电动势,V; r:电源内阻,Ω; R:负载电阻,Ω 3、并联电路,总电流等于各个电阻上电流之和 I=I1+I2+…In 4、串联电路,总电流与各电流相等 I=I1=I2=I3=…=In 5、负载的功率 纯电阻有功功率P=UI → P=I2R(式中2为平方)U:电压,V; I:电流,A; P:有功功率,W; R:电阻 纯电感无功功率 Q=I2*Xl (式中2为平方) Q:无功功率,w; Xl:电感感抗,Ω I:电流,A 纯电容无功功率 Q=I2*Xc (式中2为平方) Q:无功功率,V; Xc:电容容抗,Ω I:电流,A 6、电功(电能) W=UIt W:电功,j; U:电压,V; I:电流,A; t:时间,s 7、交流电路瞬时值与最大 值的关系 I=Imax×sin(ωt+Φ) I:电流,A; Imax:最大电流,A; (ωt+Φ):相位,其中Φ为 初相。 8、交流电路最大值与在效 值的关系 Imax=2的开平方×I I:电流,A; Imax:最大电流,A; 9、发电机绕组三角形联接 I线=3的开平方×I相 I线:线电流,A; I相:相电流,A; 10、发电机绕组的星形联接 I线=I相 I线:线电流,A; I相:相电流,A; 11、交流电的总功率 P=3的开平方×U线×I线 ×cosΦ P:总功率,w; U线:线电压,V; I线:线电流,A; Φ:初相角 12、变压器工作原理 U1/U2=N1/N2=I2/I1 U1、U2:一次、二次电 压,V; N1、N2:一次、二次线圈 圈数; I2、I1:二次、一次电流, A; 13、电阻、电感串联电路 I=U/Z Z=(R2+XL2)和的开平方 (式中2为平方) Z:总阻抗,Ω; I:电流,A; R:电阻,Ω; XL:感抗,Ω 14、电阻、电感、电容串联 电路 I=U/Z Z=[R2+(XL-Xc)2]和的开 平方(式中2为平方) Z:总阻抗,Ω; I:电流,A; R:电阻,Ω; XL:感抗,Ω; Xc:容抗,Ω

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。

功率电压电流公式 功率电压电流公式大全

功率电压电流公式功率电压电流公式大全 1、欧姆定律: I=U/R U:电压,V; R:电阻,Ω; I:电流,A; 2、全电路欧姆定律: I=E/(R+r) I:电流,A; E:电源电动势,V; r:电源内阻,Ω; R:负载电阻,Ω 3、并联电路,总电流等于各个电阻上电流之和 I=I1+I2+…In 4、串联电路,总电流与各电流相等 I=I1=I2=I3=…=In 5、负载的功率 纯电阻有功功率P=UI → P=I2R(式中2为平方) U:电压,V; I:电流,A; P:有功功率,W; R:电阻

纯电感无功功率Q=I2*Xl(式中2为平方)Q:无功功率,w; Xl:电感感抗,Ω I:电流,A 纯电容无功功率Q=I2*Xc(式中2为平方)Q:无功功率,V; Xc:电容容抗,Ω I:电流,A 6、电功(电能) W=UIt W:电功,j; U:电压,V; I:电流,A; t:时间,s 7、交流电路瞬时值与最大值的关系 I=Imax×sin(ωt+Φ) I:电流,A; Imax:最大电流,A; (ωt+Φ):相位,其中Φ为初相。 8、交流电路最大值与在效值的关系 Imax=2的开平方×I I:电流,A; Imax:最大电流,A; 9、发电机绕组三角形联接

I线=3的开平方×I相 I线:线电流,A; I相:相电流,A; 10、发电机绕组的星形联接 I线=I相 I线:线电流,A; I相:相电流,A; 11、交流电的总功率 P=3的开平方×U线×I线×cosΦ P:总功率,w; U线:线电压,V; I线:线电流,A; Φ:初相角 12、变压器工作原理 U1/U2=N1/N2=I2/I1 U1、U2:一次、二次电压,V; N1、N2:一次、二次线圈圈数; I2、I1:二次、一次电流,A; 13、电阻、电感串联电路 I=U/Z Z=(R2+XL2)和的开平方(式中2为平方) Z:总阻抗,Ω; I:电流,A; R:电阻,Ω; XL:感抗,Ω 14、电阻、电感、电容串联电路 I=U/Z Z=[R2+(XL-Xc)2]和的开平方(式中2为平方)Z:总阻抗,Ω; I:电流,A; R:电阻,Ω; XL:感抗,Ω; Xc:容抗,Ω

MIMO技术详解

MIMO技术详解 1.介绍 随着无线通信系统的充分发展,语音业务已经不能够满足人们对高速数据业务的要求。提供网页浏览、多媒体数据传输以及其他类型的数据业务是发展无线通信系统和服务的一个重要目的。特别是,基于码分多址的第三代移动通信系统。虽然已经提出多种利用现有无线资源(诸如码道、时隙、频率等)提高数据传输速率的建议,但是其只不过是以语音容量换取数据容量的方法。随着MIMO的技术的出现,一种利用多个发射天线、多个接收天线进行高速数据传输的方法已经被提出,并成为未来无线通信技术发展的一种趋势。最早提出MIMO概念的是Telatar和Foschini,其中Foschini等人提出的BLAST结构是典型的利用MIMO技术进行空间多路复用的技术。已经证明,具有M个发射天线以及P 个接收天线的MIMO系统,在P≥M的情况下几乎可以使得信道容量提高到原来的M倍。 传统的MIMO系统均是非扩频的系统,而第三代移动通信系统是基于CDMA技术的扩频系统。可以采用码复用(Code-Reuse)方式把MIMO技术与CDMA系统结合起来,从而有效地提高其高速下行分组接入(HSDPA)的总体数据速率。同样,TD-SCDMA系统也可以采用码复用的方式来应用MIMO技术,本文给出了一种TD-SCDMA系统的MIMO技术解决方案。这样,TD-SCDMA系统将既可以应用智能天线技术,也可以应用MIMO天线技术,本文将初步分析应用MIMO技术之后对智能天线技术的影响。 2.MIMO技术概述 MIMO技术大致可以分为两类:发射/接收分集和空间复用。传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道衰落。具有相同信息的信号通过不同的路径被发送出去,在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品,从而获得更高的接收可靠性。举例来说,在慢瑞利衰落信道中,使用1根发射天线n根接收天线,发送信号通过n个不同的路径。如果各个天线之间的衰落是独立的,可以获得最大的分集增益为n,平均误差概率可以减小到,单天线衰落信道的平均误差概率为。对于发射分集技术来说,同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。在一个具有m根发射天线n根接收天线的系统中,如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落,可以获得的最大分集增益为mn。智能天线技术也是通过不同的发射天线来发送相同的数据,形成指向某些用户的赋形波束,从而有效的提高天线增益,降低用户间的干扰。广义上来说,智能天线技术也可以算一种天线分集技术。 分集技术主要用来对抗信道衰落。相反,MIMO信道中的衰落特性可以提供额外的信息来增加通信中的自由度(degrees of freedom)。从本质上来讲,如果每对发送接收天线之间的衰落是独立的,那么可以产生多个并行的子信道。如果在这些并行的子信道上传输不同的信息流,可以提供传输数据速率,这被成为空间复用。需要特别指出的是在高SNR 的情况下,传输速率是自由度受限的,此时对于m根发射天线n根接收天线,并且天线对之间是独立均匀分布的瑞利衰落的。 根据子数据流与天线之间的对应关系,空间多路复用系统大致分为三种模式:D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。 D-BLAST最先由贝尔实验室的Gerard J. Foschini提出。原始数据被分为若干子流,每个子流之间分别进行编码,但子流之间不共享信息比特,每一个子流与一根天线相对应,但是这种对应关系周期性改变,如图1.b所示,它的每一层在时间与空间上均呈对角线形状,称为D-BLAST(Diagonally- BLAST)。D-BLAST的好处是,使得所有层的数据可以通过不同的路径发送到接收机端,提高了链路的可靠性。其主要缺点是,由于符号在空间与时间上呈对角线形状,使得一部分空时单元被浪费,或者增加了传输数据的冗余。如图1.b所示,在数据发送开始时,有一部分空时单元未被填入符号(对应图中右下角空白部分),为了保证D-BLAST的空时结构,在发送结束肯定也有一部分空时单元被浪费。如果采用burst模式的数字通信,并且一个burst的长度大于M(发送天线数目)个发送时间间隔,那么burst的长度越小,这种浪费越严重。它的数据检测需要一层一层的进行,如图1.b所示:先检测c0、c1和c2,然后a0、a1和a2,接着b0、b1和b2…… 另外一种简化了的BLAST结构同样最先由贝尔实验室提出。它采用一种直接的天线与层的对应关系,即编码后的第k个子流直接送到第k根天线,不进行数据流与天线之间对应关系的周期改变。如图1.c所示,它的数据流在时间与空间上为连续的垂直列向量,称为V-BLAST(Vertical-BLAST)。由于V-BLAST中数据子流与天线之间只是简单的对应关系,因此在检测过程中,只要知道数据来自哪根天线即可以判断其是哪一层的数据,检测过程简单。 考虑到D-BLAST以及V-BALST模式的优缺点,一种不同于D-DBLAST与V-BLAST的空时编码结构被提出:T-BLAST。等文献分别提及这种结构。它的层在空间与时间上呈螺纹(Threaded)状分布,如图2所示。原始数据流被多路分解为若干子流之后,每个子流被对应的天线发送出去,并且这种对应关系周期性改变,与D-BLAST系统不同的是,在发送的初始阶段并不是只有一根天线进行发送,而是所有天线均进行发送,使得单从一个发送时间间隔来看,它的空时分布很像V-BALST,只不过在不同的时间间隔中,子数据流与天线的对应关系周期性改变。更普通的T-BLAST结构是这种对应关系不是周期性改变,而是随机改变。这样T-BLAST不仅可以使得所有子流共享空间信道,而且没有空时单元的浪费,并且可以使用V-BLAST检测算法进行检测。

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