TopTechninis žodynasdBi – izotropinės antenos energetinis pelnas

dBi – izotropinės antenos energetinis pelnas

dBi - antenos pelnas („G”) pateiktas dBi vienetu nurodo mums kokia verte decibelais antenos pelnas yra didesnis hipotetinės izotropinės antenos atžvilgiu, priimant, kad į abi antenas yra privesta vienoda galia.

 

Iš tikrųjų yra tai vien tik teoretinė vertė, todėl, kad izotropinės antenos realiai nėra ir negalima jos konstruoti ir statyti. Galima vien tik išskaičiuoti arba išsivaizduoti teoretiškai.

 

Iš kur atsirado pavadinimas izotropinė? Izotropija, izotropinė iš graikų kalbos "isos", t. y., lygus, vienodas, ir "trópos", t. y. grįžimas, apyvarta. Moksle šiuo pavadinimu, yra apibūdinamos kūnų, turinčių identiškas, vienodas savybes įvairiose kryptyse savybės.

 

Taigi teoretinė izotropinė antena tai neribotai mažas taškas vakuume, spinduliuojantis idealiai lygiai (izotropiniai) į kiekvieną erdvės kryptį, be atspindžių ir nuostolių (jos spinduliavimo apibūdinimu yra rutulys).

 

Žemiau pateikti piešiniai padės mums išsivaizduoti izotropinę anteną:

 

kaip punktas erdvėje

 

kaip spinduliuojantis taškas erdvėje

 

Izotropinės antenos pelno apskaičiavimui naudojame formule:

 

G(dBi) = 10log(G)

 

G(dBi) – energetinis pelnas izotropinės antenos pateiktas decibelais
(G) – kiek kartų stipriau antena siunčia (priima) iš izotropinės antenos (linijos skalėje)

 

Po transformacijos turime praktišką pavyzdį:

 

Pavyzdys. Apskaičiuojame, kiek stipriau antena, kur pelnas 17 dBi priima (siunčia) signalą stipriau negu izotropinė antena.

 

Tai reiškia antena, kurios pelnas 17 dBi priima (siunčia) signalą 50.11 kartų stipriau negu izotropinė antena.

 

Izotropinė antena turi pelną = 0 dBi

 

Negalima pamiršti, kad izotropinė antena turi pelną 2.15 kartų didesnį negu pusė bangos dipolis (todėl, kad dipolio lauko intensyvumas nustatyta kryptimi yra didesnis 2.15 dB negu izotropinės antenos):

 

G(dBi) = G(dBd) + 2.15

 

G(dBd) - antenos energetinis pelnas „pusė bangos dipolis”

 

Pavyzdys. Turime anteną, kurios pelnas 8 dBi. Apskaičiuojame, koks bus tos antenos pelnas pusė bangos dipolio atžvilgiu:

 

G(dBd) = G(dBi) – 2.15 = 8 dBi - 2.15 = 5.85 dBd

 

Vienetas dBi o taip pat izotropinės antenos apibrėžimas yra naudojamas E.I.R.P. skaičiavimo metu. Yra tai labai svarbus parametras, išnaudojamas Wi-Fi tinklo, palydovinių jungčių projektavimui ir parametrų skaičiavimui.

 

E.I.R.P. (Effective Isotropic Radiated Power) - lygiavertė izotropinės spinduliuotės galia, ekvivalentinė izotropinės spinduliuotės galia, iš sąvokos "galia, kokią turėtų spinduliuoti hipotetinė izotropinė antena, kad gauti tokį patį signalo lygį nustatytos antenos maksimalaus spinduliavimo kryptyje".

 

Pagal galiojančias nuostatas Lenkijoje ir Europos Sąjungoje, pagal tinkamą reglamentą yra nustatoma maksimali galia, kuria galima siųsti nustatytame Wi-Fi dažnių režime (šios galios viršijimas reiškia teisės nuostatų pažeidimą):

 

  • 2400,0 – 2483,5 MHz (juosta 2,4 GHz) - galia negali viršyti 100 mW E.I.R.P. (20 dBm),
  • 5150 – 5350 MHz (juosta 5 GHz) - galia negali viršyti 200 mW E.I.R.P. (23 dBm) - priimtina naudoti įrenginius vien tik patalpų viduje,
  • 5725 – 5875 MHz (juosta 5 GHz) - galia negali viršyti 1000 mW E.I.R.P. (30 dBm).

     

  • Kad neviršyti ribinių verčių E.I.R.P., reikia atsižvelgti į:

     

  • siųstuvo pradinė galia (pvz.tinklo kortelės, prieigos punkto),
  • kabelio rūšis jo ilgio ir slopinimas darbo dažnumui, o taip pat jungčių slopinimas,
  • antenos energetinis pelnas. 

  • Negalima pamiršti, kad prieigos punktų (Access Points) gamintojai dažnai pateikia siųstuvo galią E.I.R.P. Tai reiškia, kad įrenginys atitinka įstatymams vien tik su pridėta arba įmontuota antena. Jeigu nusprendžiame asmeniškai montuoti Wi-Fi sistemą, tai turime patys atlikti paprastus skaičiavimus ir patikrinti, ar telpame teisiškai priimtinos galios ribose.

     

    Sistemai susidedančiai iš siųstuvo (pvz. belaidžio maršrutizatoriaus), kabelio ir antenos E.I.R.P. apskaičiuojame, pagal formulę:

     

    E.I.R.P. = P – l x Tk + Gi

     

    P – siųstuvo galia pateikta dBm
    l – kabelio ilgis pateiktas metrais
    Tk – 1 metro kabelio slopinimas siųstuvo darbo dažnumui
    Gi - izotropinės antenos energetinis pelnas pateiktas decibelais.

     

    Supaprastinant:

     

    E.I.R.P. = siųstuvo galia (dBm) + antenos pelnas (dBi) – kabelio slopinimas (dB) – jungčių slopinimas (dB)

     

    Skaičiavimų supaprastinimui priimame vienos jungties slopinimą = 0,5 dB

     

    Pavyzdys. Statome Wi-Fi tinklą juostoje 2,4 GHz ir turime:

     

  • prieigos punktas, kurio galia 16 dBm,
  • apsukama antena, kurios pelnas 8 dBi,
  • 8 metrų kabelio TRI-LAN-240 (slopinimas 2,4 GHz tai 0,4 dB / metras), t. y. 8 x 0,4 dB = 3,2 dB,
  • dvi jungtys – t.y. slopinimas + 2 x 0,5 dB = 1 dB.

     

  • Apskaičiuojame:

     

    E.I.R.P. = 16 dBm + 8 dBi – 3,2 dB – 1 dB = 19,8 dBm (t.y.pildome nuostatas - galia mažesnė negu 20 dBm).

     

    Jeigu pvz. panaudosime šiuo atveju anteną, kurios pelnas 13 dBi:

     

    E.I.R.P. = 16 dBm + 13 dBi – 3,2 dB – 1 dB = 24,8 dBm (t.y.o 4,8 dBm per daug!)

     

    Negalima pamiršti, kad ne kiekvienas prieigos punktas turi pradin4s galios sumažinimo galimybę. Reikia sau įsisąmoninti, kad žymiai geresnis didesnio pelno antenos ir siųstuvo su mažesne galia negu antenos su mažesne galia ir mažesniu pelnu ir didesnės galios siųstuvo naudojimas. Todėl, kad įrenginiai dirba ne tik siuntimo režime, bet ir priėmimo ir yra čia svarbus imtuvo jautrumas.