Опубликован: 20.09.2007 | Уровень: специалист | Доступ: платный | ВУЗ: Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Лекция 11:

Антенны

< Лекция 10 || Лекция 11: 1234 || Лекция 12 >

Коэффициенты усиления антенн

Коэффициент усиления является мерой направленности антенны. Данный параметр определяется как отношение мощности сигнала, излученного в определенном направлении, к мощности сигнала, излучаемого идеальной ненаправленной антенной в любом направлении.

Коэффициент усиления антенны по отношению к дипольной антенне обычно дается в дБ(dB), а по отношению к изотропной - в дБu(dBi).

Впервые использованная для измерений интенсивности сигнала единица измерения децибел была названа так в честь Александра Грэма Бэлла. Значения в децибелах вычисляются по логарифмической шкале, что позволяет обеспечить спецификацию характеристик в широком диапазоне напряжений или мощностей (см. (11.1) и (11.2)).

Б = Бел = \log _{10} (\frac{{P_1 }}{{P_2 }}) = 2 \cdot \log _{10} (\frac{{V_1 }}{{V_2 }}) ( 11.1)
дБ = децибел = 10 \cdot \log _{10} (\frac{{P_1 }}{{P_2 }}) = 20 \cdot \log _{10} (\frac{{V_1 }}{{V_2 }}) ( 11.2)

где P1 - измеренная мощность ( Вт ); P2 - эталонная мощность ( Вт ); V1 - измеренное напряжение ( В ); V2 - эталонное напряжение ( В ).

Пример 11.1

Если на входе линии передачи уровень мощности сигнала составляет 100 мВт, а на некотором расстоянии 50 мВт, то ослабление сигнала можно выразить следующим образом:

L_{дБ}  = 10\lg \frac{{100}}{{50}} = 3дБ

В децибелах выражается относительное, а не абсолютное отличие сигналов. Ослабление сигнала с 10 Вт на 5 Вт также является ослаблением на 3 дБ.

Пример 11.2

Использование децибелов полезно при определении усиления или снижения мощности, происходящего на последовательности передающих элементов. Рассмотрим, например, последовательность элементов, на вход которой подается мощность 4 мВт, первый элемент является кабельной сборкой с затуханием 12 дБ, второй элемент - это усилитель с усилением 35 дБ, а третий - еще одна кабельная сборка с затуханием 10 дБ. Суммарное усиление тракта равно ( -12 + 35 - 10 ) = 13 дБ. Вычисляем мощность на выходе:

\begin{array}{l}
 G_{дБ}  = 13 = 10\lg \frac{{P_{вых} }}{{4}} \\ 
 P_{вых}  = 4 \times 10^{1,3}  = 79,8мВт \\ 
 \end{array}

Значения в децибелах связаны с относительными амплитудами или изменениями амплитуд, но никак не с абсолютными уровнями. Было бы удобно представить абсолютный уровень мощности также в децибелах, чтобы можно было легко вычислять усиление или снижение мощности по отношению к исходному сигналу. Поэтому в качестве эталонного уровня выбрана величина 1 Вт, а абсолютный уровень мощности - в дБВт или dBW (децибел-ватт). Он определяется следующим образом:

мощность,{\rm  }дБВт = 10\lg \frac{{мощность,{\rm  }мВт}}{{1{\rm  }Вт}}

Широко используется и другая производная единица - дБмВт ( dВт ) (децибел-милливат). В этом случае за эталонный уровень мощности принимается 1 мВт.

мощность,{\rm  }дБмВт = 10\lg \frac{{мощность,{\rm  }мВт}}{{1{\rm  }мВт}}

Увеличение мощности сигнала в одном направлении возможно лишь за счет остальных направлений распространения. Другими словами, увеличение мощности сигнала в одном направлении влечет за собой уменьшение мощности в других направлениях. Необходимо отметить, что коэффициент усиления характеризует направленность сигнала, а не увеличение выходной мощности по отношению к входной (как может показаться из названия), поэтому данный параметр часто еще называют коэффициентом направленного действия.

< Лекция 10 || Лекция 11: 1234 || Лекция 12 >
Нияз Сабиров
Нияз Сабиров

Здравствуйте. А уточните, пожалуйста, по какой причине стоимость изменилась? Была стоимость в 1 рубль, стала в 9900 рублей.

Елена Сапегова
Елена Сапегова

для получения диплома нужно ли кроме теоретической части еще и практическую делать? написание самого диплома требуется?

Александр Разуванов
Александр Разуванов
Украина, Одесса
Vladislav Stetsenko
Vladislav Stetsenko
Россия