容易製造的天線是半波長偶極子。半波長 偶極子天線 其增益比各向同性天線大2.15 dB。偶極子將能量集中在某些方向上，因此這些方向上的輻射大於來自具有相同輸入功率的各向同性源的輻射。

請參見： >>更多的天線增益更好嗎？

因此，以各向同性輻射器為基準的天線的增益為以半波長偶極子為基準的增益加上2.15 dB：

（1）GdBi = GdBd + 2.15

如圖1（和圖2）所示，可以考慮使用定向天線（包括半波偶極子）來集中饋入天線的可用能量，從而將從天線輻射的能量集中在所需方向上。通過減少在某些其他方向上輻射的能量，可以增加在所需方向上輻射的能量。

例如，四個偶極天線的共線陣列通常將具有6 dBd的增益。相同的天線將具有8.15 dBi的增益（參考各向同性）。

圖2：dBd增益與 dBi的

請參見： >>天線增益測量技巧

有時將定向天線方向圖繪製為半波偶極子上方的增益（dB）。其他模式顯示為相對場電壓。只要知道天線主瓣的絕對增益（dBd或dBi），這些信號就可以直接傳輸。公式如下：

（2）G（dB）= Gm（dBd）+ 20 log Rv

其中：
● G是特定方位角上的dB增益

● Gm是參考半波偶極子的最大功率增益（dB）

● Rv是特定方位角的相對場電壓

●要將特定方位角上的增益值（以dB為單位）轉換為相對場值，請使用以下公式：

（3）Rv = 10（G-Gm）/ 20

當已知特定方位上的最大有效輻射功率和相對場電壓時，可以通過以下公式計算該特定方位上的有效輻射功率：

（4）Rp = P（Rv）2

其中：
●Rp是特定方位角上的有效輻射功率（以瓦特，千瓦等為單位）

● P是水平面主瓣（最大）中的有效輻射功率（以瓦特，千瓦等為單位）

請參見：>>基本天線理論：dBi，dB，dBm dB（mW）

場強單位
詞彙中對於場強（也稱為場強）存在很多困惑。值通常用 dBu，dBµV和dBm。每個單元在某些學科中既有優點又有共同的用法。 無線電通訊業。但是，關於它們之間如何相互聯繫的廣泛困惑既令人沮喪，又對系統設計和實際性能產生了誤解。以下術語將詳細討論。

● dBu是E（電場強度），始終以超過XNUMX微伏/米（dBµV / m）的分貝為單位

● dBµV（用希臘字母µ [“ mu”]代替u）表示高於50微伏的特定負載阻抗中的dB電壓；在陸地移動和廣播中，通常為XNUMX歐姆。

● dBm是功率電平，以高於XNUMX毫瓦的dB表示

＃電場強度
電場強度單位dBu是指聯邦通信委員會在提及磁場強度時廣泛使用的單位。真實的電場強度通常以伏特/米的相對值表示-從來沒有以伏特或毫瓦表示。電場強度與頻率，接收天線增益，接收天線無關阻抗和接收傳輸線損。因此，該度量可以用作描述服務區域和比較獨立於由不同接收機配置引入的許多變量的不同傳輸設施的絕對度量。

當路徑的視線通暢且沒有障礙物落入第一菲涅耳區的0.5範圍內時，會引入額外的衰減，因此接收到的電場強度將接近自由空間的電場強度，並且可以通過以下公式計算得出：

（5）E（dBµV / m）= 106.92 + ERP（dBk）-20 log d（km）

其中：
●ERP以1 kW以上的dB表示

● d是以公里表示的距離

請參見： >>了解天線增益基礎

＃接收的電壓和功率
雖然計算電場強度的大小與上述接收器特性無關，提供給接收器輸入的電壓和接收功率的預測必須仔細考慮這些因素。除非系統設計中已知並考慮了所有以上列出的信息，否則電場強度與施加到接收器輸入的電壓之間的相關性是不可能的。

當完全相同的條件（路徑，頻率，有效輻射功率等）應用於相同的情況時，以下公式將使系統設計人員可以完全放心地在各種系統之間轉換。

當將場強應用於阻抗為50歐姆的天線時，場強與接收電壓，接收天線增益和頻率的關係可以表示為：

（6）E（dBµV / m）= E（dBµV）-Gr（dBi）+ 20log f（MHz）-29.8

對於接收電壓，該方程變為：

（7）E（dBµV）= E（dBµV /米）+ Gr（dBi）-20log f（MHz）+ 29.8

對於50歐姆負載的功率和電壓計算：

（8）P（dBm）= E（dBµV）-107

用場值代替方程式中的電壓。 7：

（9）P（dBm）= E（dBµV / m）+ Gr（dBi）-20log F（MHz）-77.2

請注意，對於阻抗（Z）而不是50Ω的值，更一般的公式是：

（8a）P（dBm）= E（dBµV）-20log（√Z）-90

並將場值代入公式中的電壓。 7：

（9a）P（dBm）= E（dBµV / m）+ Gr（dBi）-20log F（MHz）-20log（√Z）-60.2

其中：
●Gr是接收天線的各向同性增益

● Z是系統阻抗，單位為歐姆

當繪製“場強等值線”並以dBm或微伏（dBµV）進行標識時，了解這些頻率和天線增益值很重要。用戶必須了解，此類“輪廓”僅對一個頻率有效，並且對預測使用特定的接收天線增益。接收天線傳輸線中也存在固定損耗-通常被認為是無損耗的。

由於這些原因，當對於所有接收器而言，所有接收天線增益和傳輸線損耗都不相同時，這種“輪廓”就無法作為覆蓋範圍預測。為了確定充分接收發射信號所需的場強電平，請使用上面的公式6，同時考慮頻率，接收天線增益以及接收機中所需的靜噪水平所需的接收機電壓電平。

請參見： >>什麼是VSWR：電壓駐波比

這些預測是針對天線端子處的電壓的。接收器輸入端的實際電壓和功率水平必須考慮到接收傳輸線中存在的額外損耗。當電纜較長時，這種信號損失在高頻下尤為重要。

圖3：電場與磁場感知電壓和功率

圖3總結了電場強度與接收器輸入端子處的電壓和功率之間的關係。

電場強度（以dBu為單位）僅是以下各項的函數：

●變送器有效輻射功率。

●與變送器的距離。

●地形障礙造成的損失。

由於電場強度與任何接收器特性無關，因此它是計算覆蓋區域的有用標準。

電場在天線中感應出電壓，從而將功率傳輸到天線中。對於所考慮的特定頻率，天線端子處的電壓（dBµV）是天線增益的函數。天線端子處的可用功率（dBm）也是天線阻抗（通常為50歐姆）的函數。

傳輸線（通常是同軸電纜或波導）將天線端子連接到接收器輸入端子。接收器輸入端子上的電壓和功率因該傳輸線中的損耗而降低。傳輸線損耗是傳輸線的大小和類型以及工作頻率的函數。另外，其他損耗也會影響傳輸到接收器輸入端子的功率。有關車輛內部損失，由於手持接收器身體靠近而造成的損失等更多信息，請參見技術參考部分中的“典型損失值”。

請參見： >> AM和FM有什麼區別？

＃結論
從該信息得出的明顯結論是，具有不同天線增益的接收系統需要非常不同的電場強度值才能正常工作。為具有高增益永久安裝屋頂天線的移動接收器計算的服務區域輪廓（以dBµV或dBm為單位）可能會誤導到具有低增益天線手持單元的用戶。

基於建議的實際設備和上述公式，系統設計人員現在可以計算任何特定接收系統所需的實際場強。在場強達到或超過設備設計水平的區域中使用接收器可望產生令人滿意的系統性能。 “場強度網格”技術參考部分討論了將電場強度值（使用TAP用dBu計算）轉換成其他單位，以便直接以dBm或dBµV作圖的情況。

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