Радиочастотные характеристики

Материал из Энциклопедия IFCG
Перейти к:навигация, поиск

В данной статье перечислены основные величины и радиочастотные характеристики, используемые и определенные в решениях Государственной комиссии по радиочастотам и измеряемые в Главном Радиочастотном Центре [1] (ГРЧЦ).

Единицы измерения

Герц (Гц, Hz)

Герц — единица измерения периодических процессов, которая показывает, сколько раз измеряемый процесс совершается за одну секунду. В случае измерения радиоволн показывает их частоту колебаний. 1 Герц соответствует 1 колебанию радиоволны в секунду, что на практике довольно мало, поэтому используют кратные единицы: килогерц (кГц), мегагерц (МГц), гигагерц (ГГЦ) и в редких случаях терагерц (ТГЦ) [2]. Как правило, в системах связи используются высокие частоты порядка сотен-тысяч мегагерц.

Например, мобильные телефоны работают в диапазоне частот от 900 (GSM) до 2600 МГц (LTE), а микроволновые печи излучают радиоволны с частотой 2400 МГц.

Что измеряется в Гц:

  • Полосы частот РЭС
  • Частота излучения ВЧУ

Ватт (Вт, W)

Ватт — основная единица измерения мощности. Определяет количество энергии, потребляемой или выделяемой за определенный промежуток времени.

Что измеряется в Вт:

  • Мощность РЭС/ВЧУ
  • Потребляемая мощность устройства

Децибел (дБ, dB)

Децибел является логарифмической единицей измерений и выражает отношение двух значений одной величины. Эта единица не включена в Международную Систему единиц (СИ), однако широко используется в системах связи и многих других технических областях, так как позволяет сравнить две величины любой природы, единственным требованием является, чтобы эти величины были выражены в одинаковых единицах.

Децибел является десятой частью основной, более крупной, величины — Бела. Бел — это десятичный логарифм отношения двух мощностей. Если известны две мощности Р1 и Р2, то их отношение, выраженное в белах, определяется формулой: Но на практике бел оказался слишком крупной величиной, поэтому используется их десятая часть — децибелы:

Логарифмический способ представления чисел часто оказывается очень удобным, так как позволяет заменить умножение — сложением, деление — вычитанием, возведение в степень умножением, а извлечение корня — делением.

Что измеряется в дБ:

  • Коэффициент усиления
  • Громкость звука
  • Отношение сигнал/шум
  • Затухание сигнала

Децибел по мощности (дБм, дБВт, dBm, dBW)

Если принять за нулевой уровень какую-либо величину, то с ней можно сравнивать любую другую величину, например, если это милливатт, то появится величина дБм, если ватт — дБВт. Она имеет определенный физический смысл — отношение измеряемой величины к эталонной — 1 милливатту или 1 ватту. На практике используется наравне с ваттами в основном для измерения мощности сигналов.

При необходимости быстрого перевода дБм в Вт и наоборот можно воспользоваться одним из онлайн калькуляторов [3].

Что измеряется в дБм:

  • Уровень сигнала в сотовых сетях
  • Чувствительность приемников
  • Мощность WiFi-роутера

Характеристики

Излучаемая мощность

Излучаемая (выходная) мощность — величина, которая характеризует, с какой амплитудой излучаются радиоволны. В большинстве случаев полностью определяет дальность действия устройства. Обычно измеряется в Вт или дБм.

Эффективная изотропно излучаемая мощность

Эффективная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) — характеристика мощности передатчика, учитывающая характеристики антенны и потери при передаче сигнала к ней. Является произведением мощности сигнала, подводимого к антенне, на ее коэффициент усиления и измеряется в единицах мощности (Вт, дБВт, дБм). Данная характеристика позволяет оценить реальный уровень излучений на выходе.

Основное излучение

Основное излучение — излучение, осуществляемое в полосе частот, необходимой для передачи сообщения с требуемой скоростью и качеством. Основное излучение осуществляется на рабочей частоте, выбор которой осуществляется изготовителем РЭС.

Виды излучений.png

Внеполосные излучения

Помимо полезного излучения, также существуют внеполосные излучения — это излучения, которые находятся вне полосы рабочих частот, но непосредственно к ней примыкают. Они обусловлены искажениями модулирующего сигнала и неидеальностью характеристик модулятора. Внеполосные излучения нежелательны, поскольку загружают радиочастотный ресурс, однако они есть у любых радиостанций.

Побочные излучения

Побочные излучения — нежелательные излучения, находящееся за пределами основного излучения на частотах, кратных основной, и обусловленные любыми нелинейными процессами в радиоприемных устройствах, за исключением модуляции. Побочные излучения от любого блока, кроме антенны и ее фидера, не должны оказывать большего влияния, чем то, которое выявилось бы в случае, если бы к антенной системе подводилась максимально допустимая мощность на частоте этого побочного излучения.

Полоса пропускания

Полоса пропускания или ширина полосы пропускания (Bandwidth) — это диапазон частот радиоволн, в котором осуществляется основное излучение радиоэлектронного средства или высокочастотного устройства. Полоса частот устанавливается для каждого прибора таким образом, чтобы содержать не менее 90% мощности полезного сигнала.

Модуляция

Модуляция.jpg

Для простоты передачи информации по радиосвязи и ее помехоустойчивости, используется обработка сигнала — модуляция (манипуляция) — изменение характеристик высокочастотного несущего сигнала на основании информационного низкочастотного (звук, видео, данные). Выделяют несколько видов модуляции: амплитудную, частотную и фазовую. Модуляцию цифрового сигнала называют манипуляцией.

Спектральная плотность мощности

Спектральная плотность мощности — характеристика радиосигнала, которая описывает распределение мощности сигнала по диапазону основного излучения. Показывает энергетический спектр сигнала, то есть какой уровень мощности излучения приходится на каждую частоту.

Класс излучения

Для обозначения многообразия характеристик излучения, используется буквенно-цифровой код, называемый классом излучения. Данный параметр принят регламентом Международного Союза Электросвязи и описывает 3 обязательные характеристики, а также могут указываться 2 дополнительные характеристики:

  • Тип модуляции несущей (первый знак обозначения)
  • Характер модулирующего сигнала (второй знак)
  • Тип передаваемой информации (третий знак)

Например, звуковое радиовещание АМ имеет класс излучения A3E, звуковое радиовещание FM — F3E.

Напряженность магнитного поля

В некоторых низкочастотных системах связи, использующих свойства магнитного поля (например, RFID), измеряется максимальная напряженность магнитного поля на расстоянии 10 метров, которая характеризует мощность устройства.

Примечания

См. также

Ссылки