ERP-, EIRP-, dB- en dBm-definitie in RF-planning

ERP-, EIRP-, dB- en dBm-berekeningen zijn het belangrijkste waar u op moet letten bij de RF-planning van elke locatie.

Isotrope RF-bron

• Een puntbron die RF-energie gelijkmatig in alle richtingen uitstraalt (dat wil zeggen: in de vorm van een bol)
• Alleen theoretisch: bestaat fysiek niet.
• Heeft een krachtwinst van eenheid, d.w.z. 0dBi.

Effectief uitgestraald vermogen (ERP)

• Heeft een vermogenswinst van eenheid, d.w.z. 0dBi
• Het uitgestraalde vermogen van een halvegolfdipool.
• Een verliesvrije halfgolf dipoolantenne heeft een vermogensversterking van 0dBd of 2,15dBi.

Effectief isotroop uitgestraald vermogen (EIRP)

• Het uitgestraalde vermogen van een isotrope bron

EIRP = ERP + 2,15 dB

• Radiosignalen reizen door de ruimte met de snelheid van het licht

C = 3 * 10⁸ meter/seconde

• Frequentie (F) is het aantal golven per seconde (eenheid: Hertz)
• Golflengte (l) (lengte van één golf) = (afgelegde afstand in één seconde)/   (golven in één seconde)

l= C / F

Als de frequentie 900 MHz is, dan is de golflengte l =3 * 10^{8 =} 900 * 10⁶⁼ 0,333 meter

dB

• dB is een relatieve meeteenheid die wordt gebruikt om vermogenswinst of -verlies te beschrijven.
• De dB-waarde wordt berekend door de log te nemen van de verhouding van het gemeten of berekende vermogen (P2) ten opzichte van een referentievermogen (P1). Dit resultaat wordt vervolgens vermenigvuldigd met 10 om de waarde in dB te verkrijgen.

dB = 10 * log₁₀(P₁/P₂)

• De machten P₁ en P₂ moeten in dezelfde eenheden zijn. Als de eenheden niet compatibel zijn, moeten ze worden getransformeerd.
• Gelijk vermogen komt overeen met 0dB.
• Een factor 2 komt overeen met 3dB

Als P1 = 30W en P2 = 15 W dan

10 * log₁₀(P₁/P₂) = 10 * 10 * log₁₀(30/15)

= 2

dBm

• Het meest voorkomende ‘gedefinieerde referentie’-gebruik van de decibel is de dBm, of decibel ten opzichte van één milliwatt.
• Het verschilt van de dB omdat het in alle gevallen hetzelfde specifieke, meetbare vermogensniveau als referentie gebruikt, terwijl de dB relatief is ten opzichte van de referentie die een bepaalde gebruiker kiest, of ten opzichte van helemaal geen referentie.
• Een dB heeft geen specifiek gedefinieerde referentie, terwijl een dBm verwijst naar een specifieke grootheid: de milliwatt (1/1000 watt).
• De IEEE-definitie van dBm is “een eenheid voor de uitdrukking van het vermogensniveau in decibel met verwijzing naar een vermogen van 1 milliwatt.”
• De dBm is slechts een uitdrukking van het vermogen dat aanwezig is in een circuit ten opzichte van een bekende vaste hoeveelheid (d.w.z. 1 milliwatt) en de circuitimpedantie is niet relevant.}
• dBm = 10 log (P) (1000 mW/watt)

waarbij dBm = Vermogen in dB, gerelateerd aan 1 milliwatt

P = Vermogen in watt

• Als het vermogensniveau 1 milliwatt is:

Vermogen (dBm) = 10 log (0,001 watt) (1000 mW/watt)

= 10 logboek (1)

= 10 (0)

= 0

• Een vermogensniveau van 1 milliwatt is dus 0 dBm.
• Als het vermogensniveau 1 watt is

1 watt Vermogen in dBm = 10 log (1 watt) (1000 mW/watt)

= 10 (3)

= 30

• dBm = 10 log (P) (1000 mW/watt)
• De dBm kan ook een negatieve waarde hebben.
• Als het vermogensniveau 1 microwatt is

Vermogen in dBm = 10 log (1 x 10E-6 watt) (1000 mW/watt)

= -30 dBm

• Aangezien de dBm een ​​gedefinieerde referentie heeft, kan deze indien gewenst weer worden omgezet naar watt.
• Aangezien het in logaritmische vorm is, kan het ook gemakkelijk worden gecombineerd met andere dB-termen.

dBmv/m

• Om de veldsterkte in dBmv/m om te zetten in ontvangen vermogen in dBm met een optimale eindimpedantie van 50 W en de effectieve lengte van een halvegolfdipool l/p

0dBu = 10 log[(10^-6)²(1000)(l/p)²/(4*50)] dBm

Op 850 MHz

0dBu = -132 dBm

39 dBu = -93 dBm