Εάν έχετε εργαστεί στη βιομηχανία ραδιοφωνικών εκπομπών για κάποιο χρονικό διάστημα, πρέπει να έχετε δει αυτές τις μονάδες να επισημαίνονται σε ορισμένα εγχειρίδια ορισμένου εξοπλισμού ραδιοφωνικών εκπομπών, όπως κεραία FM ή ενισχυτής ραδιοσυχνοτήτων: dB, dBi, dBm. Μοιάζουν, αλλά ξέρετε τι σημαίνουν και πώς να τα ξεχωρίσετε; Αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο, θα μάθετε τη σημασία τους και πώς να τα ξεχωρίσετε.

Περιεχόμενο

• Ο ορισμός του κέρδους
• Ορισμός και διαφορές dB, dBi και dBm
• FAQ
• Συμπέρασμα

Ο ορισμός του κέρδους

Πριν φτάσουμε στο θέμα, ας απαντήσουμε σε δύο ερωτήσεις: τι σημαίνει το κέρδος ενός Κεραία εκπομπής FM σημαίνει;

Με βάση τη Wikipedia, σε μια κεραία εκπομπής, το κέρδος περιγράφει πόσο καλά η κεραία μετατρέπει την ισχύ εισόδου σε ραδιοκύματα που κατευθύνονται προς μια καθορισμένη κατεύθυνση. Σε μια κεραία λήψης, το κέρδος περιγράφει πόσο καλά η κεραία μετατρέπει τα ραδιοκύματα που φτάνουν από μια καθορισμένη κατεύθυνση σε ηλεκτρική ισχύ. Όταν δεν καθορίζεται κατεύθυνση, το κέρδος εννοείται ότι αναφέρεται στην τιμή κορυφής του κέρδους, το κέρδος προς την κατεύθυνση του κύριου λοβού της κεραίας.

Εν ολίγοις, η κεραία FM δεν μπορεί να βελτιώσει την ισχύ της συσκευής εκπομπής ή της ίδιας της συσκευής λήψης, αλλά η κεραία μπορεί να συγκεντρώσει αυτήν την ισχύ ή τα ραδιοκύματα σε μια καθορισμένη κατεύθυνση. Με αυτόν τον τρόπο, η ένταση ραδιοκυμάτων που εκπέμπεται από την κεραία προς αυτή την κατεύθυνση θα είναι ισχυρότερη από την αρχική, πράγμα που σημαίνει επίσης ότι η ένταση ραδιοκυμάτων σε άλλες κατευθύνσεις θα είναι ασθενέστερη από την αρχική. Άρα το κέρδος είναι ο λόγος της έντασης του ραδιοκυμάτων προς την κατεύθυνση με την ισχυρότερη ένταση ακτινοβολίας προς την αρχική ένταση ραδιοκυμάτων.

Διαφορετικό κέρδος ισοτροπικής κεραίας και κεραίας υψηλής απολαβής

Ορισμός και Διαφορές του dB, dBi και dBm

Αφού έχουμε μια βασική κατανόηση της έννοιας του κέρδους, είναι πολύ πιο εύκολο να κατανοήσουμε τις τρεις μονάδες dB, dBi και dBm.

Ο ορισμός των dB

Μάθαμε στο σχολείο ότι τα dB αντιπροσωπεύουν την ένταση του ήχου. Ωστόσο, είναι διαφορετικό στο πεδίο RF. Ο τύπος του είναι dB=10log(x/y) (όπου x και Y αντιπροσωπεύουν την ένταση ακτινοβολίας των δύο κεραιών) και αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ των επιπέδων ισχύος των δύο κεραιών (κέρδος ή απώλεια)

Μέσω του υπολογισμού, μπορούμε να γνωρίζουμε ότι εάν το x είναι ασθενέστερο από το y, το dB είναι αρνητικό. Όταν τα x και y είναι ίσα, το dB είναι ίσο με 0. Όταν x = 2y, dB είναι ίσο με 3. Ομοίως, 6dB σημαίνει x είναι ίσο με 4 φορές y και 12dB σημαίνει x είναι ίσο με 16 φορές y. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εάν θέλετε να μετρήσετε το πραγματικό κέρδος ή την πραγματική διαφορά ισχύος της ενσύρματης κεραίας, λάβετε υπόψη την απώλεια του ίδιου του καλωδίου RF.

Ο ορισμός του dBi

Εάν θέλετε να συγκρίνετε την ένταση ακτινοβολίας της κατευθυντικής κεραίας απολαβής και της πανκατευθυντικής κεραίας, θα πρέπει να λάβετε ως μονάδα το dBi, όπου το "i" αντιπροσωπεύει ισότοπο και ο τύπος υπολογισμού του dBi είναι ο ίδιος με αυτόν του dBi

Γιατί η πανκατευθυντική κεραία θα εκπέμπει το ραδιοφωνικό σήμα με μια τέλεια «σφαίρα», δηλαδή έχει την ίδια ραδιοφωνική ένταση προς κάθε κατεύθυνση. Όταν η κεραία έχει κέρδος σε μια καθορισμένη κατεύθυνση, ο λοβός της θα στενέψει, δηλαδή, η κεραία του ραδιοφωνικού σταθμού FM παίρνει μια συγκεκριμένη γωνία ως κύρια κατεύθυνση ακτινοβολίας και η ένταση ακτινοβολίας είναι ισχυρότερη από την αρχική ένταση ακτινοβολίας. Ο λόγος της έντασης ακτινοβολίας αυτής της κύριας γωνίας ακτινοβολίας προς την αρχική ένταση ακτινοβολίας είναι το κέρδος αυτής της κατευθυντικής κεραίας. Επομένως, όταν το dBi είναι μεγαλύτερο από 0, σημαίνει ότι η κεραία έχει κατευθυντικότητα.

Το μοτίβο ακτινοβολίας μιας ισοτροπικής κεραίας

Ο ορισμός του dBm

Αν και το dBm μοιάζει με dBi, δεν αντιπροσωπεύει την ένταση της ακτινοβολίας. Το "m" σε dBm αντιπροσωπεύει milliwatts (MW), το οποίο είναι παρόμοιο με το dBi, είναι επίσης μια σχετική τιμή, αλλά αντιπροσωπεύει τη σχετική τιμή της ισχύος μετάδοσης με τιμή αναφοράς το 1MW. Ο τύπος είναι: dBm = 10 log (P1/1MW)

Αν και το dBm είναι μια σχετική τιμή, μπορεί να μετατραπεί στην πραγματική ισχύ του εξοπλισμού μετά τη μετατροπή της μονάδας. Για παράδειγμα, 0dbm = 1MW, 1dbm = 1.3MW, 10dBm = 1W, 60dbm = 1000W... Μπορεί να φανεί ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει πολύ απλές τιμές για να αναπαραστήσει πολύ μικρή ισχύ ή πολύ μεγάλη ισχύ. Επομένως, η πραγματική ισχύς διαφόρων συσκευών θα εκφράζεται σε dBm.

Οι διαφορές μεταξύ dB, dBi και dBm

Συνοπτικά, τα dB, dBm και dBm είναι όλες σχετικές τιμές, αλλά έχουν τις ακόλουθες 2 διαφορές:

1. Τα dB και dBi χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν τη σχετική ένταση (κέρδος ή απώλεια) της ραδιοακτινοβολίας της κεραίας, ενώ τα dBm χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν την πραγματική ισχύ του εξοπλισμού.
2. Το dB είναι η σχετική τιμή της διαφοράς έντασης ακτινοβολίας μεταξύ δύο κεραιών και dBi είναι η σύγκριση ισχύος ραδιοφωνικού σήματος μιας κεραίας πριν και μετά το κέρδος (ή τον προσανατολισμό).

Συχνές Ερωτήσεις

1. Ε: Τι είναι το κέρδος dB για μια κεραία εκπομπής FM;

Α: Είναι η δυνατότητα ακτινοβολίας περισσότερο ή λιγότερο προς μια κατεύθυνση για κεραίες εκπομπής FM.

Τα dB μετρώνται από την αναλογία ισχύος, ρεύματος ή τάσης δύο σημάτων. Είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μονάδα για κέρδος.

2. Ε: Γιατί η ισχύς του σήματος μετριέται με dB;

Α: Επειδή η ισχύς του σήματος ποικίλλει λογαριθμικά αλλά όχι γραμμικά.

Χρησιμοποιούμε dB για να μετρήσουμε την ισχύ του σήματος επειδή η ισχύς του σήματος ποικίλλει λογαριθμικά, όχι γραμμικά. Μια λογαριθμική κλίμακα επιτρέπει σε απλούς αριθμούς να αντιπροσωπεύουν μεγάλες αλλαγές στα επίπεδα σήματος. 

3. Ε: Τι σημαίνει το κέρδος -3 dB για την κεραία;

Α: Κέρδος -3dB σημαίνει ότι το κέρδος εξόδου μειώνεται στο 70.71% του μέγιστου επιπέδου του.

Το σημείο κέρδους -3dB ορίζει ότι το επίπεδο κέρδους εξόδου μειώνεται στο 70.71% του μέγιστου επιπέδου του. Ή μπορούμε να πούμε ότι το σημείο -3dB είναι επίσης η συχνότητα στην οποία το κέρδος του συστήματος έχει μειωθεί στο 0.707 της μέγιστης τιμής του.

4. Ε: Είναι το υψηλότερο dBi καλύτερο από το χαμηλότερο;

A:  Όχι βέβαια, κάθε νόμισμα έχει δύο όψεις. Υψηλότερο dBi σημαίνει ακτινοβολία περαιτέρω αλλά στενότερη.

Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός dBi της κεραίας, τόσο υψηλότερο είναι το κέρδος που έχει, αλλά λιγότερο μοτίβο ευρέος πεδίου. Σημαίνει ότι η ισχύς του σήματος θα πάει πιο μακριά αλλά σε στενότερη κατεύθυνση. Εάν θέλετε να ακτινοβολήσετε μια ευρύτερη κατεύθυνση, πρέπει να προσθέσετε περισσότερες κεραίες.

Συμπέρασμα

Μαθαίνουμε τους ορισμούς και τις διαφορές των dB, dBi και dBm μέσα από το παραπάνω περιεχόμενο. Είναι πολύ χρήσιμο για εσάς να γνωρίζετε καλύτερα τη θεωρία της κεραίας πριν εισέλθετε στο πεδίο RF. Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη μετάδοση ή χρειάζεστε εξοπλισμό ραδιοφωνικής μετάδοσης προς πώληση, μη διστάσετε να το κάνετε επικοινωνήστε με την ομάδα ειδικών RF, θα απαντηθεί το συντομότερο δυνατό. Και μην ξεχάσετε να μοιραστείτε αυτό το ιστολόγιο αν σας βοηθάει!

Επίσης, διαβάστε

• Μια σύντομη εισαγωγή στην αναλογία Sigal προς θόρυβο στην ασύρματη μετάδοση
• 4 Βασικές Εφαρμογές Πομπών Εκπομπών FM
• Προέμφαση και αποέμφαση στη μετάδοση FM | Εισαγωγή
• Εισαγωγή στην Διπολική Κεραία Ραδιοφώνου FM | ΕΚΠΟΜΠΗ FMUSER