UHF ISM波段发射器的辐射功率和场强测试_电工基础

UHF ISM波段发射器的辐射功率和场强测试

点击数：7734 次录入时间：03-04 11:41:52 整理：http://www.55dianzi.com 电工基础

由式12的得到天线系数如下所示：

式13

式13的单位用1/m或以20 log₁₀ [V/m/V]，dB表示。天线增益用功率增益表示，所以6dB的天线增益系数为4，10dB的天线增益系数为10。假如波长为1米(300MHz频率)，天线增益为6dB，则等式13中的天线系数为4.87/m，或13.6dB/m。

用于场强测量的常用接收天线是对数周期阵列(LPA)天线,在测试范围内其增益大小与频率无关。这意味着天线因数随频率线性增加。典型的LPA，TDK RF Solution公司的PLP-3003，在300MHz下具有14.2dB的天线系数，或5.1/m，天线系数与频率的关系如图1所示。按照式13，在300MHz频率下，这种天线的增益为5.6dB。

图1. 典型测量天线的系数(AF)与频率的关系曲线

根据式13和图1，为了满足300MHz下FCC对平均场强的限制_5417µV/m，在50Ω输入接收器处测试到的结果应该在1056µV以内。用dB表示时，74.7dBµV/m的FCC场强限制，对应于接收器的测量值为60.5dBµV，50Ω负载下的测量功率为-46.5dBm 。这个结果和前面的功率损失估算一致(由此，我们得到发射端-20dBm的EIRP信号，会由接收器收到大约-50dBm。)。

测量接收电压和功率

表2给出了符合FCC场强限制的50Ω负载接收天线处的测量电压，表2所采用的AF取自图一对数周期阵列天线的规格书。表3给出了同样装置下测量到的功率值，表3所示有效辐射功率来自于符合场强限制的发射器和天线，空间损耗和接收天线增益决定50Ω负载上的功率。两个表格中的结果一致。这些表格为短波UHF发射器的设计者和使用者提供了参考，帮忙确定系统是否满足FCC要求，是否能够提供所需功率。

实际测量考虑

本文表格给出了功率和电压的测量值，它们是规范中场强和EIRP的函数。这些数值会因使用测试天线的不同而变化。测量中还需要参考校正系数，考虑电缆损耗、失配损耗等，这些因素与频率有关。测试环境中，特别是来自地面的反射，能够造成接收电压发生显著变化(多达6dB)。需要校准地面反射，可以使用另一个参考天线，通常为偶极子天线，辐射天线的极化需要尽可能与测量天线的极化相匹配。需考虑辐射设备的方向模板，即使辐射天线尺寸非常小(小于1/6波长)，因为封装、测试装置、同轴电缆的地屏蔽层都会引起方向性的变化。

这些表格中的场强大小参照了FCC规范允许的平均功率限制，假如传输持续时间、占空比符合某些限制条件，辐射峰值功率限制在20dB左右。因此，设计人员需要特别注意明显高于表格中所列数据的情况。因为测试值满足场强限制，在对设备进行调整时并不困难。举例来说，假如一个产品的占空比允许315MHz下的峰值场强比FCC平均场强高出10dB，那么此时峰值场强的大小可以为19.1µV/m，或85.6dBµV/m。表2和表3种对应的电压和功率为71dBµV 、-36dBm。

测量并获得所有这些参数后，即可利用这里提供的表格确定发射器是否满足设计要求。

表2. 用FCC场强限制表示的测试到的接收器电压
Frequency MHzField Strength µV/meterField Strength dBµV/meterMeas. Antenna GainMeas. Antenna Gain, dBMeas. Antenna Factor,
1/meterMeas. Antenna Factor, dB(1/m)Meas. Recv. Voltage, µVMeas. Recv. Voltage, dBµV260375071.53.65.64.413.084458.5265395872.03.65.64.513.187458.8270416772.43.65.64.613.390359.1275437572.83.65.64.713.493159.4280458373.23.65.64.813.695859.6285479273.63.65.64.913.89845939290500074.03.65.65.013.9100960.1295520874.33.65.65.014.1103360.3300541774.73.65.65.114.2105660.5305562575.03.65.65.214.3107960.7310583375.33.65.65.314.5110160.8315604275.63.65.65.414.6112261.0320625075.93.65.65.514.8114361.2325645876.23.65.65.614.9116361.3330666776.53.65.65.615.0118261.5335687576373.65.65.715.2120161.6340708377.03.65.65.815.3121961.7345729277.33.65.65.915.4123661.8350750077.53.65.66.015.5125462.0355770877.73.65.66.115.7127062.1360791778.03.65.66.215.8128662.2365812578.23.65.66.215.9130262.3370833378.43.65.66.316.0131862.4375854278.63.65.66.416.1133362.5380875078.83.65.66.516.3134762.6385895879.03.65.66.616.4136162.7390916779.23.65.66.716.5137862.8395937579.43.65.66.816.6138862.9400958379.63.65.66.816.7140262.9405979279.83.65.66.916.8141463.04101000080.03.65.67.016.9142763.14151020880.23.65.67.117.0143963.24201041780.43.65.67.217.1145163.24251062580.53.65.67.317.2146363.34301083380.73.65.67.417.3147463.44351104280.93.65.67.417.4148563.44401125081.03.65.67.517.5149663.54451145881.23.65.67.617.6150663.64501166781.33.65.67.717.7151763.64551187581.53.65.67.817.8152763.74601208381.63.65.67.917.9153763.74651229281.83.65.67.918.0154663.84701250081.93.65.68.018.1155663.8
表3. 用EIRP表示接收功率的测量值
Frequency MHzField Strength
µV/meterEIRP mWEIRP dBmMeas. Antenna GainMeas. Antenna Gain, dBMeas. Recv. Power, µWMeas. Recv. Power, dBm46037500.004-23.73.65.60.014-48.536539580.005-23.33.65.60.015-48.227041670.005-22.83.65.60.016-47.927543750.006-22.43.65.60.017-47.628045830.006-22.03.65.60.018-47.428547920.007-21.63.65.60.019-47.129050000.007-21.23.65.60.020-46.929552080.008-20.93.65.60.021-46.730054170.009-20.63.65.60.022-46.530556250.009-20.23.65.60.023-46.331058330.010-19.93.65.60.025-46.231560420.011-19.63.65.60.025-46.032062500.012-19.33.65.60.026-45.832564580.013-19.03.65.60.027-45.733066670.013-18.83.65.60.028-45.533568750.014-18.53.65.60.029-45.434070830.015-18.23.65.60.030-45.334572920.016-18.03.65.60.031-45.135075000.017-17.73.65.60.031-45.035577080.018-17.53.65.60.032-44.936079170.019-17.33.65.60.033-44.836581250.020-17.03.65.60.034-44.737083330.021-16.83.65.60.035-44.637585420.022-16.63.65.60.035-44.538087500.023-16.43.65.60.036-44.438589580.024-16.23.65.60.037-44.339091670.025-16.03.65.60.038-44.239593750.026-15.83.65.60.039-44.140095830.028-15.63.65.60.039-44.140597920.029-15.43.65.60.040-44.0410100000.030-15.23.65.60.041-43.9415102080.031-15.03.65.60.041-43.8420104170.033-14.93.65.60.042-43.8425106250.034-14.73.65.60.043-43.7430108330.035-14.53.65.60.043-43.6435110420.037-14.43.65.60.044-43.6440112500.038-14.23.65.60.045-43.5445114580.039-14.03.65.60.045-43.4450116670.041-13.93.65.60.046-43.4455118750.042-13.73.65.60.047-43.3460120830.044-13.63.65.60.047-43.3465122920.045-13.43.65.60.048-43.2470125000.047-13.33.65.60.048-43.2

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