容易制造的天线是半波长偶极子。半波长 偶极子天线 其增益比各向同性天线大2.15 dB。偶极子将能量集中在某些方向上，因此这些方向上的辐射大于来自具有相同输入功率的各向同性源的辐射。

另见： >>更多的天线增益更好吗？

因此，以各向同性辐射器为基准的天线的增益为以半波长偶极子为基准的增益加上2.15 dB：

（1）GdBi = GdBd + 2.15

如图1（和图2）所示，可以考虑使用定向天线（包括半波偶极子）来集中馈入天线的可用能量，并将天线辐射的能量集中到所需方向上。通过减少在某些其他方向上辐射的能量，可以增加在所需方向上辐射的能量。

例如，四个偶极天线的共线阵列通常将具有6 dBd的增益。相同的天线将具有8.15 dBi的增益（参考各向同性）。

图2：dBd增益与 dBi的

另见： >>天线增益测量技巧

有时将定向天线方向图绘制为半波偶极子上方的增益（dB）。其他图形显示为相对场电压。只要知道天线主瓣的绝对增益（dBd或dBi），这些信号就可以直接传输。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是参考半波偶极子的最大功率增益（dB）

● Rv是特定方位角的相对场电压

●要将特定方位角上的增益值（以dB为单位）转换为相对场值，请使用以下公式：

（3）Rv = 10（G-Gm）/ 20

当已知特定方位上的最大有效辐射功率和相对场电压时，可以通过以下公式计算该特定方位上的有效辐射功率：

（4）Rp = P（Rv）2

其中：
●Rp是特定方位角上的有效辐射功率（以瓦特，千瓦等为单位）

● P是水平面主瓣（最大）中的有效辐射功率（以瓦特，千瓦等为单位）

另见：>>基本天线理论：dBi，dB，dBm dB（mW）

场强单位
词汇中对于场强（也称为场强）存在很多困惑。值通常用 dBu，dBµV和dBm。每个单元在某些学科中既有优点又有共同的用法。 无线电通讯业。但是，关于它们之间如何相互联系的广泛困惑既使人沮丧，也使人们对系统设计和实际性能产生了误解。以下术语将详细讨论。

● dBu是E（电场强度），始终以超过XNUMX微伏/米（dBµV / m）的分贝为单位

● dBµV（用希腊字母µ [“ mu”]代替u）是在高于50微伏的特定负载阻抗下以dB表示的电压；在陆地移动和广播中，通常为XNUMX欧姆。

● dBm是功率电平，以高于XNUMX毫瓦的dB表示

＃电场强度
电场强度单位dBu是指联邦通信委员会在提及磁场强度时广泛使用的单位。真实的电场强度始终以伏特/米的相对值表示-从未以伏特或毫瓦表示。电场强度与频率，接收天线增益，接收天线无关阻抗和接收传输线损。因此，该度量可以用作描述服务区域并比较独立于由不同接收机配置引入的许多变量的不同传输设施的绝对度量。

当路径的视线通畅且没有障碍物落入第一菲涅耳区的0.5范围内时，会引入额外的衰减，因此接收到的电场强度将接近自由空间的电场强度，并且可以根据以下公式计算得出：

（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是以公里表示的距离

另见： >>了解天线增益基础

＃接收的电压和功率
尽管计算电场强度的大小与上面提到的接收器特性无关，提供给接收器输入的电压和接收功率的预测必须仔细考虑这些因素中的每一个。除非系统设计中已知并考虑了所有以上列出的信息，否则电场强度和施加到接收器输入的电压之间的相关性是不可能的。

当完全相同的条件（路径，频率，有效辐射功率等）应用于相同的情况时，以下公式将使系统设计人员可以完全放心地在各种系统之间转换。

当将场强应用于阻抗为50欧姆的天线时，它是接收电压，接收天线增益和频率的函数，可以表示为：

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

对于接收电压，该方程变为：

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

对于50欧姆负载的功率和电压计算：

（8）P（dBm）= E（dBµV）-107

用场值代替方程式中的电压。 7：

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

请注意，对于阻抗（Z）而不是50Ω的值，更一般的公式是：

（8a）P（dBm）= E（dBµV）-20log（√Z）-90

并将场值代入公式中的电压。 7：

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

其中：
●Gr是接收天线的各向同性增益

● Z是系统阻抗，单位为欧姆

当绘制“场强轮廓”并以dBm或微伏（dBµV）进行标识时，了解这些频率和天线增益值非常重要。用户必须了解，此类“轮廓”仅对一个频率有效，并且对预测使用特定的接收天线增益。接收天线传输线中也存在固定损耗-通常被认为是无损耗的。

由于这些原因，当对于所有接收器而言，所有接收天线增益和传输线损耗都不相同时，这种“轮廓”就不能作为覆盖范围预测。为了确定充分接收发射信号所需的场强电平，请使用上面的公式6，同时考虑频率，接收天线增益以及接收机中所需的安静水平所需的接收机电压电平。

另见： >>什么是VSWR：电压驻波比

这些预测是针对天线端子处的电压的。接收器输入端的实际电压和功率水平必须考虑到接收传输线中存在的额外损耗。当电缆较长时，这种信号损失在高频下尤为重要。

图3：电场与磁场感知电压和功率

图3总结了电场强度与接收器输入端子上的电压和功率之间的关系。

电场强度（以dBu为单位）仅是以下各项的函数：

●变送器有效辐射功率。

●与变送器的距离。

●地形障碍造成的损失。

由于电场强度与任何接收器特性无关，因此它是计算覆盖区域的有用标准。

电场在天线中感应出电压，从而将功率传输到天线中。对于所考虑的特定频率，天线端子处的电压（dBµV）是天线增益的函数。天线端子处的可用功率（dBm）也是天线阻抗（通常为50欧姆）的函数。

传输线（通常是同轴电缆或波导）将天线端子连接到接收器输入端子。接收器输入端子上的电压和功率因该传输线中的损耗而降低。传输线损耗是传输线的大小和类型以及工作频率的函数。另外，其他损耗会影响传输到接收器输入端子的功率。有关车辆内部损失，由于手持接收器与人体靠近而引起的损失等更多信息，请参见技术参考部分中的“典型损失值”。

另见： >> AM和FM有什么区别？

＃结论
从该信息得出的明显结论是，具有不同天线增益的接收系统需要明显不同的电场强度值才能正常工作。为具有高增益永久安装屋顶天线的移动接收器计算的服务区域轮廓（以dBµV或dBm为单位）可能会误导到具有低增益天线手持单元的用户。

基于建议的实际设备和上述公式，系统设计人员现在可以计算任何特定接收系统所需的实际场强。在场强达到或超过设备设计水平的区域中使用接收器可望产生令人满意的系统性能。场强度网格技术参考部分讨论了将电场强度值（使用TAP用dBu计算）转换成其他单位，以便直接以dBm或dBµV作图的情况。

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