коэффициент усиления дби что это
Как определять и различать дБ, дБм и дБи?
«Что такое дБ, дБи, дБм и дБВт в теории усиления антенны? В чем разница между дБ, дБи, дБм и дБВт? Следующее содержание является основной теорией об антенне, это может помочь вам ее ваше признание технологии RF. —— FMUSER «
Если вам это нравится, поделитесь!
Контент (Нажмите, чтобы увидеть! )
5 C широко используется Децибелы (Нажмите, чтобы посетить)
1. Что такое прибыль?
Когда мощность, выходящая из оборудования, превышает мощность, поступающую в оборудование, считается, что мощность увеличивается. Когда вы добавляете усилитель сигнала в свой дом или офис, устройство принимает существующий сигнал и усиливает или увеличивает мощность, что делает возможным более сильный интернет-сигнал или соединение. Измерение коэффициента усиления позволяет выбрать идеальное устройство для ваших нужд. Величина усиления измеряется в децибелах.
2. Что такое дБ ( Децибел ) ?
1) Определение децибел
● По амплитуде
Амплитуда, представленная в шкале дБ (децибел), используется для измерения и индикации ее силы или давления. Проще говоря, если он будет с большей амплитудой, звук может быть как можно громче. Для этого звук называется давлением 0.0002 микробар, что соответствует стандарту для порога слышимости.
● С точки зрения частоты
Частота, которая указывается в Гц (Герцах), используется для измерения и указания определенного количества звуковых колебаний в секунду.
Согласно своим характеристикам, децибелы или дБ широко используются в научных измерительных приложениях, таких как измерения в электротехнике (электроника, определение коэффициентов усиления, потери компонентов, например, аттенюаторы, фидеры, смесители и т. Д.), Измерения звука (акустика, коэффициент шума и т. Д.) отношение сигнал / шум и т. д.), теория управления (графики Боде и т. д.), сигналы и связь и т. д.
2) Когда и как обнаруживаются децибелы?
Термин бел, появившийся при измерении потерь передачи и мощности в телефонии в начале 20 века (1928) в системе Белла в Соединенных Штатах, на самом деле происходит от логарифмической единицы измерения, называемой бел, которая создается Bell Telephone Laboratories и названа в честь ее основателя Александра Грэма Белла.
По сравнению с редко используемым белом, децибел является предлагаемой рабочей единицей, потому что разница в громкости в один децибел между двумя звуками является наименьшей разницей, обнаруживаемой человеческим слухом, а децибел составляет лишь одну десятую бела, т.е. используется для самых разных измерений в науке и технике (как упоминалось выше).
Также есть дБ относительно уровней НАПРЯЖЕНИЯ, но я не буду вдаваться в них, поскольку в наших обсуждениях мы в основном озабочены уровнями МОЩНОСТИ. 3 дБ в два (или половину) раза больше, 6 дБ в четыре раза, 10 дБ в десять раз и так далее. Формула для расчета усиления или потерь в дБ: 10log P1 / P2. Он используется для указания усиления или потери одного устройства (P1) В ОТНОШЕНИИ другого (P2). Таким образом, я могу сказать, что усилитель имеет усиление 30 дБ, или у меня общие потери в фиде 6 дБ. Я НЕ МОГУ сказать, мой усилитель выдает 30 дБ, или у меня антенна на 24 дБ, так как вы должны указать, на что вы ссылаетесь, и именно здесь появляется нижний индекс. ДБ сам по себе не является абсолютным числом, но соотношение.
● Для усилителей
● Для антенн
Это может быть антенна 26.41 дБи (24 дБд) или 21.59 дБи (также 24 дБд!), В зависимости от того, какой у меня был исходный эталон. Разница составляет 4.81 дБ, значительное количество. Большинство производителей антенн отказались играть в эту игру, но референция будет отличаться в разных областях.
Коммерческие антенны, как правило, оценивается в дБи, как людей, покупающих их понимаю, и радиолюбителей антенны, как правило, дБд, как ветчины очень хорошо знакомы с диполей.
3. Что такое децибел-милливатт (дБм или дБмВт)?
(Децибелы при 1 милливатте) Измерение мощности с использованием одного милливатта в качестве контрольной точки (0 дБмВт). Например, сигнал мощностью 1 милливатта (100 микроватт) означает потерю 10 дБмВт. Радиостанция, передающая мощность 50,000 XNUMX Вт, может ослабнуть до пары милливатт к тому времени, когда она будет принята радиоприемником.
Советы: как преобразовать дБм в ватты?
Для систем с низким энергопотреблением, таких как те, которые используются в мобильной связи, шкала дБм (децибел-милливатт) является удобным эталонным уровнем мощности, в котором мощность относится к уровню 1 мВт:
P (дБм) = 10log (P (мВт) / 1 мВт)
Таким образом, если антенна имеет усиление 5 дБи в определенном направлении, это означает, что по сравнению с изотропной антенной (которая будет иметь усиление в этом направлении 0 дБ), эта антенна имеет усиление 5 дБ.
Вы даже можете рассматривать дБи как измерение, которое сравнивает усиление антенны с изотропным излучателем (теоретическая антенна, которая излучает энергию равномерно по сферической диаграмме).
Для вас важно знать, что усилитель сигнала поставляется с антенной со значением дБи.
5. Что такое децибел-ватт (дБВт) ?
Децибел ватт (дБВт) означает децибел относительно 1 ватта, это единица измерения силы сигнала, выраженная в децибелах относительно одного ватта. Мощность в дБВт равна десятикратному логарифму мощности в ваттах по основанию 10. Это очень полезно, так как может выражать большой диапазон значений в коротком диапазоне чисел.
Для мощных систем, таких как те, которые используются в спутниковой связи, обычно используется шкала дБВт (децибел-ватт), в которой мощность относится к 1 Вт:
P (дБВт) = 10log (P (Вт) / 1 Вт)
В чем разница разница между дБ и дБм?
● Децибел (дБ) и дБ относительно милливатта (дБм) представляют собой две разные, но взаимосвязанные концепции.
Освободи Себя единица дБм обозначает абсолютный уровень мощности, измеренный в децибел и отнесено к 1 милливатт (мВт). Чтобы преобразовать абсолютную мощность «P» (в ваттах) в дБм, используйте формулу dBm = 10 * log (P / 1 мВт). Это уравнение выглядит почти так же, как и для дБ. Тем не менее, теперь уровень мощности «P» был привязан к 1 мВт. Оказывается, в практическом мире радиосвязи 1 мВт является удобной точкой отсчета для измерения мощности.
Используйте дБ, когда выраж эссинга соотношение между двумя значениями мощности. Используйте дБм при выражении абсолютного значения мощности.
Во многих описаний о FM продуктов, мы продолжаем видеть, как люди используют термины «БД», «дБм», и «дБи» как синонимы, когда они на самом деле означает совершенно разные вещи. Итак, вот небольшой фон от правильного использования терминов.
В чем разница между дБ и дБи?
● Представьте себе антенну, которая излучает энергию одинаково во всех направлениях, как наше Солнце. На научном жаргоне это называется «изотропным излучателем», потому что он не предпочитает излучение в любом направлении… другими словами, у него нет «направленности».
● Этот тип изотропной антенны называется «без усиления». «Нет усиления» может быть выражено в линейных терминах, таких как x1 (раз 1). Это просто означает, что все направления имеют одинаковую энергию излучения и все равны средней энергии излучения. Инженеры-антенны любят логарифмические термины, и мы говорим, что эта ситуация без усиления равна 0 дБи (произносится как «ноль ди глаз»). Представьте себе гигантское зеркало звездного размера рядом с нашим солнцем. Представьте, как это изменило бы это распределение энергии и дало бы солнечную направленность. Работы С Нами В таком воображаемом зеркале одна половина нашей солнечной системы будет темной (за зеркалом).
● Другая половина будет в два раза ярче (если смотреть на прямое солнце и его отражение). Зеркала или линзы имеют вид усиления энергии в некоторых предпочтительных направлениях путем кражи и перенаправления ее в неблагоприятных направлениях. Антенны делают то же самое.
● Зеркала не создают свет, они только отклоняют, направляют или концентрируют его в каком-то направлении. Антенны не создают радиоэнергию, они только отклоняют, направляют или концентрируют ее в каком-то направлении. Эта характеристика направленности называется усилением. Пожалуйста, помните, никакой новой энергии не создается, она просто перенаправляется или задается направленностью (направленностью). Величина усиления в предпочтительном направлении определяется количественно как усиление. Таким образом, зеркало может перенаправить половину энергии солнца (или свечи) и сделать его в два раза ярче (например, две свечи). Говорят иметь е увеличение в 2 раза (умноженное на два) или удвоение.
-10 дБи
Одна десятая, 1/10 или «10%» (убыток, а не прибыль)
-6 дБи
Одна четверть, 1/4 или «25%» (убыток, а не прибыль)
-3 дБи
Половина, 1/2 или «50%» (убыток, а не прибыль)
0 дБи
Без прироста, «то же самое», 100% (без прироста, без потерь)
+1 дБи
На 12% больше, раз 1.12, или 112%
+2 дБи
На 58% больше, раз 1.58, или 158%
+3 дБи
На 100% выше, умноженное на 2, «вдвое» или на 200%
+6 дБи
300% выше, раз 4
+9 дБи
Времена 8 (% масштаб не полезен для больших кратных)
+10 дБи
Времена 10 (% масштаб не полезен для больших кратных)
+13 дБи
Времена 20 (% масштаб не полезен для больших кратных)
+20 дБи
Времена 100 (% масштаб не полезен для больших кратных)
Вас также могут заинтересовать:
Если вам это нравится, поделитесь!
Коэффициент усиления антенны дБи
dB (дБ) — децибел (русское обозначение: дБ; международное: dB) выражает отношение двух значений энергетической величины выраженное в десятичным логарифмом этого отношения.
Децибелы принято использовать для измерения или выражения отношения одноимённых энергетических величин, таких как мощность, энергия, интенсивность, плотность потока мощности, спектральная плотность мощности и т. п., а также силовых величин, таких как напряжение, сила тока, напряженность поля, звуковое давление и т. п. Часто в качестве одной из величин отношения (в знаменателе) выступает общепринятая исходная (или опорная) величина. Тогда отношение, выраженное в децибелах, принято называть уровнем соответствующей физической величины (например, уровень мощности, уровень напряжения и т. д.)
Применение такой единицы измерения отношений, позволяет заменить умножение/деление на сложение/вычитание при подсчете усиления/ослабления.
dBi (дБи). dBi (русское дБи) — изотропный децибел (децибел относительно изотропного излучателя). Характеризует коэффициент направленного действия (а также коэффициент усиления) антенны относительно коэффициента направленного действия изотропного излучателя. Как правило, если не оговорено специально, характеристики усиления реальных антенн даются именно относительно усиления изотропного излучателя. Эталонная антенна, так называемый изотропный излучатель — идеальная антенна, диаграмма направленности которой представляет собой сферу, коэффициент усиления которой равен единице и КПД которой равен 100%. Излучение сигнала таким излучателем происходит с равномерной интенсивностью во все стороны. Такой антенны в природе не существует, это виртуальный объект, однако, очень удобный в качестве эталона для измерения параметров реальных антенн. Существует еще одна единица: dBd — здесь за эталон принят полуволновой диполь. Однако, использование dBi предпочтительнее (и чаще всего именно его и используют, иногда даже пишут дБ, но подразумевают дБи), т.к. в этом случае проще расчет энергетического баланса трассы радиосвязи. dBi — это относительная единица, ничем по сути от простого децибела не отличима, кроме определения эталона, относительно которого и идет отсчет.
Коэффициент усиления антенны определяет, насколько децибел плотность потока энергии, излучаемого антенной в определенном направлении, больше плотности потока энергии, который был бы зафиксирован в случае использования изотропной антенны. Коэффициент усиления антенны измеряется в так называемых изотропных децибелах (дБи или dBi).
Так, если коэффициент усиления антенны в заданном направлении составляет 5 dBi, то это означает, что в этом направлении мощность излучения на 5 дБ (в 3,16 раза) больше, чем мощность излучения идеальной изотропной антенны. Естественно, увеличение мощности сигнала в одном направлении влечет за собой уменьшение мощности в других направлениях. Конечно, когда говорят, что коэффициент усиления антенны составляет 5 dBi, то имеется в виду направление, в котором достигается максимальная мощность излучения (главный лепесток диаграммы направленности).
Зная коэффициент усиления антенны и мощность передатчика, нетрудно рассчитать мощность сигнала в направлении главного лепестка диаграммы направленности. Так, при использовании беспроводной точкой доступа с мощностью передатчика 20 dBm (100 мВт) и направленной антенны с коэффициентом усиления 10 dBi мощность сигнала в направлении максимального усиления составит 20 dBm + 10 dBi = 30 dBm (1000 мВт), то есть в 10 раз больше, чем в случае применения изотропной антенны.
Теория внешних Wi-Fi антенн на примере U.S. Robotics
Одной из главных проблем, возникающих при использовании беспроводных сетей стандарта 802.11b/g/а, можно назвать недостаточно стабильную связь, связанную со слабым уровнем принимаемого сигнала, а таже сильную зависимость скорости передачи от расстояния между беспроводным сетевым адаптером и точкой доступа. К примеру, если в пределах комнаты (офиса) одна точка доступа в состоянии обеспечить устойчивую работу беспроводных клиентов, то гарантировать устойчивую связь с клиентом, находящимся за стенкой, уже вряд ли возможно. А уж через две стены сможет «пробить» далеко не каждая точка доступа. С другой стороны, если речь идет об эксплуатации беспроводной точки доступа в квартире, ситуация, когда беспроводные клиенты находятся в разных комнатах и отделены от точки доступа стеной, а то и двумя, вполне реальна. Казалось бы, проблема решается достаточно просто – нужно приобрести точку доступа с большой мощностью передатчика. Однако, не все так просто. Дело в том, что мощность передачи беспроводных устройств стандарта 802.11b/g регламентируется законодательными актами. Государственная комиссия по радиочастотам в своем решении №38 от 16 июля 1998 г. разрешила юридическим и физическим лицам применение устройств, использующих технологию расширения спектра, в полосе частот 2400-2483,5 МГц (то есть, устройств стандарта 802.11b/g) для создания радиосетей передачи данных без частотного планирования и на безлицензионной основе, при максимальной эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ) не больше 100 мВт. В случае превышения этого показателя требуется получение в Минсвязи лицензии на создание и эксплуатацию ведомственной радиосети передачи данных.
Можно было бы конечно и забыть ознакомится с этим постановлением, что для России вполне типично, если бы не одно но. Дело в том, что согласно Статье 13.3 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях «Проектирование, строительство, изготовление, приобретение, установка или эксплуатация радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств без специального разрешения (лицензии), если такое разрешение (такая лицензия) обязательно (обязательна), – влечет наложение административного штрафа на граждан в размере от пяти до десяти минимальных размеров оплаты труда с конфискацией радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств или без таковой; на должностных лиц – от десяти до двадцати минимальных размеров оплаты труда с конфискацией радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств или без таковой; на юридических лиц – от ста до двухсот минимальных размеров оплаты труда с конфискацией радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств или без таковой».
Есть и еще одно, куда более серьезное препятствие. Дело в том, что точек доступа и беспроводных адаптеров с мощностью передачи более 100 мВт, что эквивалентно 20 dBm (о том, как связаны эти единицы между собой, мы расскажем чуть позже), просто-напросто не продается (речь, конечно, идет об устройствах, ориентированных на конечных пользователей).
Что же остается делать в сложившейся ситуации? Отказаться от использования беспроводных решений вообще? Отказаться, конечно, можно, но… есть и другой выход – использовать внешние антенны, которые, с одной стороны, не меняют параметров ЭИИМ (а значит, и закон не нарушается), а с другой стороны, усиливают сигнал. Итак, рассмотрим более подробно основные характеристики усиливающих внешних антенн.
Несмотря на то, что все внешние антенны называются усиливающими и характеризуются коэффициентом усиления, на самом деле они не увеличивают мощность передаваемого сигнала (как многие ошибочно считают). То есть, если мощность передатчика, к примеру, составляет 50 мВт, то какую бы антенну мы не поставили, мощность передаваемого сигнала от этого не изменится. Дело в том, что все антенны подобного рода являются пассивными и брать энергию для усиления передаваемого сигнала им попросту неоткуда. Поэтому не будем путать антенны с ретрансляторами сигналов. В чем же тогда заключается эффект усиления сигнала передающей антенной?
Представьте себе лампочку, освещающую помещение в комнате. Свет от этой лампочки распространяется приблизительно равномерно по всем направлениям, от чего во всей комнате становится светло. Однако, ту же самую лампочку можно установить в фонарь, создав параболический зеркальный отражатель позади лампочки. В этом случае мы получим направленное распространение света (луч света). Такой луч света не будет освещать всю комнату, зато способен передать свет на значительно большее расстояние. Именно по такому принципу работают и внешние антенны. Они не изменяют мощности передаваемого сигнала, но меняют диаграмму его направленности.
Антенны излучают энергию во всех направлениях. Однако в большинстве случаев эффективность передачи сигнала для различных направлений неодинакова и характеризуется диаграммой направленности.
В идеальном случае изотропной антенны, то есть точечной антенны, излучающей энергию одинаково по всем направлениям, диаграмма направленности представляет собой сферу, центр которой совпадает с положением точечной антенны.
Как правило, диаграммы направленности антенн представляются как два двухмерных поперечных сечения трёхмерной диаграммы: горизонтальное и вертикальное сечения. В этом случае диаграмма направленности представляет собой замкнутую линию в полярной системе координат, построенную таким образом, чтобы расстояние от антенны (центр диаграммы) до любой точки диаграммы направленности было бы прямо пропорционально энергии, излучаемой антенной в данном направлении.
Направление максимального излучения называется главным лепестком антенны. Остальные лепестки диаграммы направленности антенны являются побочными, а лепесток излучения в сторону, обратную главному направлению, называется задним лепестком диаграммы направленности антенны.
Пример диаграммы направленности излучения антенны показан на рис. 1.
Советы по выбору усилителя сигнала сотовой связи 2G/3G/4G/5G
Статья о вариантах усиления сигнала сотовой связи на различных объектах: дача, офис, склад. так же краткий обзор популярных предложений на рынке.
Существует два основных варианта усиления сотовой связи:
Первый вариант для усиления интернета 3G/4G/5G, не усиливает голосовую связь в обычном для нас формате (но можно пользоваться звонками через мессенджеры: WhatsApp, Viber, Skype, Telegram).
Второй вариант универсальный – усиливает интернет и голосовую связь, но имеет ряд ограничений (о ограничениях ниже).
Усиление 3G/4G-интернета с помощью антенны, модема и Wi-Fi-роутера
Система состоит из двух узлов: антенна на улице и модем + Wi-Fi-роутер внутри помещения.
Внешняя антенна для 3G/4G модема/роутера
4G-модем, подключенный переходниками к уличной антенне и вставленный в Wi-Fi-роутер
Как это работает? Антенна направлена в сторону предполагаемой базовой станции сотового оператора. Дальше сигнал попадает на 4G-модем с роутером, который раздает интернет путем распространения Wi-Fi сигнала. Вариант популярен среди частных мастеров по установке дачного интернета. Дешево и работает!
Wi-Fi-роутер со встроенным 3G/4G-модемом
Если брать модем и роутер отдельно, то кабель, идущий от уличной антенны, попадает на модем через переходники с тонким кабелем и очень маленькие СВЧ-разъемы TS-9 или CRC-9. Во-первых, это достаточно ощутимые потери уровня и качества сигнала, во-вторых, механически не надежно. Например, протирая пыль, вы легко можете повредить разъем на модеме, и, как следствие, придется покупать новое устройство.
Решается это просто – достаточно изначально купить роутер с уже встроенным 4G-модемом. Например, на нашем рынке продается несколько моделей роутеров компании Huawei. Без рекламы: работают отлично и разъем у них надежней – SMA.
Huawei-роутер со встроенным 4G-модемом
Почему частные мастера предлагают модем и роутер по отдельности? Ответ простой: ценовая маржа больше.
Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна
MIMO-антенна для интернета 3G/4G
MIMO-антенна – устройство, имеющее два параллельных коаксиальных кабеля, идущих до модема/роутера. Из практики это означает, что прирост скорости интернета на прием будет от 0 до 20%, а на отдачу – 50-100%. Нужно тем, кто пользуется видеосвязью или удаленным видеонаблюдением, т.е. активно использует исходящий канал интернета. В других случаях практической пользы нет.
Параболическая антенна и антенны с высоким коэффициентом усиления
Параболическая антенна имеет высокий коэффициент усиления – обычно от 25 дБ и более. Многие потребители при выборе антенны смотрят именно на этот параметр. Однако это ошибочно, объясню почему…
Параболическая 4G-антенна с высоким КУ
Во-первых, антенна с таким высоким КУ имеет крайне узкую диаграмму направленности, и отклонение направления на 1-2 градуса уже уменьшает КУ до значений 0-3 дБ! То есть о самостоятельной установке на крыше и тем более на мачте речь уже не идет.
Диаграмма антенны с КУ=16 дБ:
Диаграмма направленности панельной антенны с КУ=16 дБ
Видно, что при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.
Диаграмма антенны с КУ=27 дБ:
Диаграмма направленности параболической антенны
Видно, что при отклонении в 2-3 градуса КУ равен практически нулю.
Во-вторых, антенны с узкой диаграммой направленности (т.е. с высоким КУ) плохо ловят отраженный и рассеянный сигнал, что ощутимо уменьшает такой параметр, как качество сигнала (отношение сигнал/шум). Например, лес достаточно сильно рассеивает сигнал.
Распространение сотового сигнала в пространстве
В роутерах и модемах качество сигнала обозначается как RSRQ и SINR. А интернет в первую очередь зависит именно от качества сигнала, а не от его мощности (RSRP или RSSI).