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太重要所以拿出来单说:dBi、dBd和dB。考试必出!

时间:11-20来源:作者:点击数:
  
请听题!
题号:LK0933
两款VHF垂直全向天线,用作发射。甲天线增益2.9dBd,乙天线增益为5.85dBi。它们在远处某接收天线中形成的信号功率差为:
[A]乙信号比甲信号强0.8dB
[B]乙信号比甲信号强2.95dB
[C]甲信号比乙信号强2.95dB
[D]乙信号比甲信号强7.1dB
  
  在A类操作能力测试中,一类比较麻烦的题目就是计算天线增益以及不同增益表示方法下的增益比的计算。就像上面的那道题一样。这种题应该怎样计算?其实,只要弄明白了这几个单位的来历,想要计算出增益的比例就能够手到擒来了。
  
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  卫星上的高增益天线,利用高增益天线,即使是飞出太阳系的探测器也能与地球通信
  
  天线增益的定义是在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。——说得通俗一点,就是天线对于一个信号的放大效果与一个对比标准的比较值。举个例子的话,声音的响度是由声压决定的,而声压的衡量单位分贝是正比于被测声音与参考声压的比值。天线增益也是相同的计算方式,由被测天线发射某种信号时在某点上的信号密度与标准天线发射同样的信号在同样点上的信号密度进行相除,天线的增益就与所得出的值的常用对数成正比例的关系。
  
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  校准微波天线的环境
  
  正因如此,测试声音的响度需要有一个标准音源的响度值,而测试天线增益也要有一个标准天线的信号增益效果。而在测试时,标准天线也有很多种选择,其中一种选择是点源天线。点源天线是一种理想中的辐射体,其辐射体为空间中的一点,向四周均匀地辐射出电磁能量。这是一种理想的模型,在现实中并不存在。但是作为计算的对比对象十分合适。而另一种对比对象则是偶极振子天线,也就是我们平常说的DP天线。在偶极振子天线作为标准时,周围空间中不存在会改变天线辐射效果的物体。在用点源天线作为参考时,天线增益的单位为dBi,i表示无向性(isotropy)。而用偶极天线作为参考时,天线增益的单位为dBd,d是偶极的d(dipole)。
  
  
当然,我的记忆方法是:点源天线=dBi(i有个点)
  
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  点源天线的辐射图
  
  如果我们对照着天线的辐射图来看的话,我们可以注意到在更广泛的区域内,同一信号输入天线后,偶极天线围绕着自身的辐射轴心在更广阔的区域内产生了比点源天线更强的功率密度。和点源天线相比,偶极天线的两侧不能辐射能量,这些多出来的能量就增强到了偶极天线正常的辐射范围内,增强了信号强度。这也就可以解释为什么八木天线之类的定向天线在某一特定的点上会获得比全向天线更强的信号强度的原因。
  
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  垂直于偶极天线的辐射场图
  
  如果通过计算的话,你能够得出两个单位的换算关系是dBi=dBd+2.15。而如果给出了你某种天线的增益,不管是dBi还是dBm你都可以把它们换算成同一单位,并进行计算。
  
  然而,有些时候你能够看到天线的包装上经常会只用“dB”作为增益的单位,这严格意义上来说是一种错误的表记方法,因为它没有指明作为对比对象的天线种类。这种情况下一般都是默认对于点源天线的增益(即dBi),不过要记住这种表记方法是错误的!有一道题正是这样出题的。“某商品天线说明书给出的增益指标以dB为单位。其意义为?”你就应该选择“这种表达没有说清楚计算增益所采用的比较基准,缺乏实际意义”选项。
  
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  现在,让我们回到题目上来,题目的问题是“甲天线增益2.9dBd,乙天线增益为5.85dBi。它们在远处某接收天线中形成的信号功率差为?”,我们将甲天线的增益化作以dBi表示,即为2.9+2.15=5.05,两者之差为0.8dB,因为dBi的计算公式中对数的运算性质,约去标准点源天线增益1之后,单位即变为dB。所以你应该选择A选项。
  
  A类题库中共有10道这样的题目,你可以选择把它们的答案一一背下来,也可以选择理解其原理。怎样取舍?你说了算!
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