场强是电场强度的简称,它是天线在空间某点处感应电信号的巨细,以表征该点的电场强度。其单位是微伏/米(μv/m),为便利起见,也有用dBμv/m(0dB=1μv)。
一、场强丈量
场强的丈量如图所示。当天线在空中与被测信号极化方向相一起获得最大感应信号,一般可用射频(RF)的有用值型电平表(电压表)来丈量。其丈量原理如图所示。
电场强度丈量示意图(1)
当线路匹配杰出时,外表读取的电平值是外表输入端口(一般50Ω或75Ω)所获得的射频电压Er(dBμv)。Er可用下式表明
Er=E+Ga+20lgle-Lf-6—(1)
Er为外表输进口的读取电平(dBμV);
E为电场强度(dBμV/m);
Ga为接纳天线增益(dB)。假如选用半波长偶极天线时Ga=0dB;
le为接纳天线有用长度(λ/π);
Lf为接纳馈线损耗(dB);
6为从终接值换算敞开口的校正值(dB)。
而电场强度E(dBμV/m)则可从(1)式求出,即:
E =Er-Ga-20lgle+Lf+6—(2)
现举实例详细阐明:设测验频率228.25MHz(λ=1.31m)
则20lgλ/π=20lg1.31/π≈-7.6dB;
接纳天线为半波长偶极天线,Ga=0dB;Lf选用衰减10dB/100m型电缆,有用长度10m时衰减为1dB;外表指示电平为15dBμV。
将上列数据代入(2)式时,即得E =Er-Ga-20lgle+Lf+6
=15-0-(-7.6)+1+6
=15+7.6+1+6
=29.6dBμV/m
二、场强仪
众所周知,电平表是以分贝(dB)作单位,如dBμV、dBmV、dBm,而电压表则是以伏特(V)作单位,如V、mV、μV、KV等。其实电平、电压都是同一个物理量,因而,在许多场合这两种单位在一个仪器中一起标出,这从某种意义上来说,电压表也是电平表,电平表也是电平压表,只不过习惯上把它分隔称号罢了。
场强仪故名思意是丈量场强的仪器。场强仪的量值是μV/m作单位,它里边有一个长度单位m。从原理上来说,电平表(或电压表)它丈量的电压值是在外表的输入端口,而场强仪所丈量的电压(或叫电势)是天线在空中某一点感应的电压。严厉来说,场强仪是由电平表和天线组成。
就现在市面上的场强来看,它们也是将电平表的技能目标与天线分隔。如日本安立公司ML524场强仪主机便是按一个电平表给出技能目标,频率规模、灵敏度、电平丈量规模、电平测验精度,而天线MP534A、MP666A作为选件,按频段给出技能目标和天线系数。现在国内无线范畴常用的南韩出产的PTK3201场强仪,它也是按电平表给出目标,频率规模0.1~2000MHz,灵敏度0.3mV等都是以仪器输入端口给定,有一根鞭装天线,没有天线系数,只能定性地丈量信号场强巨细,假如要测定dBμV/m 场强,则要选配丈量天线。
由此可见,电平缓场强、电平表和场强仪是有很大差异的。但是在一些场合常被混杂了,特别是在我国有线电视职业规模内,有线电视信号是丈量同步头的电平来丈量,以dBμV作单位,本应该叫做电视信号电平表,或电平表,但是从我国搞共用天线开端,不知怎样都叫它做场强仪。世界上最早的有线电视场强仪是日本利达公司出产的LFC944,利达原文是电视信号电平表,从那时起许多人把它称作场强仪,笔者曾多次在CATV职业界提出应该称作电平表,也许是称号人太多,至今仍叫场强仪,乃至外国人在我国沟通时也只好认可这一称号,那只有以误就误了。关于有线电视规模内“误称”的场强仪,笔者已将它分类为电视场强仪、电视频谱图画场强仪、CATV剖析仪、频谱剖析仪已得到同行和专家们认可,这儿不胪陈。
三、频谱剖析仪与场强仪
就场强仪来说,它与天线联系十分亲近,假如要求必定的丈量精度,那么从式(1)就知,它直接与天线增益Ga有关,再则是天线的作业频率规模有关,这是最起码的要求,因而不能说随意找一根天线接在电平表上就行了。故在实践中,这种天线称之为测验天线,它有严厉技能目标,如频率规模,天线增益以及阻抗、驻波比、前后比等等。为习惯它的频率规模其形状大有差异,有鞭壮天线,半波振子天线,对数周期天线,环行天线等。要求高的测验天线,价格也适当高,如日本安立的测验天线大概是主机的1/4。
曾经场强仪总是将天线配套供应,便是说一台场强仪必定是主机(电平表)配天线。跟着电子技能和电子丈量技能的开展,特别是20世纪80年代以来,频谱剖析仪很多运用,单一的场强仪就越来越少了,乃至单一的电平表也都越来越少了(除非专业性很强的用处),因为它的功用能够用频谱仪署理替。从原理上来说频谱仪、电平表、场强仪(主机)基本原理方框是相同的。频谱仪自身便是丈量频谱规模内的信号电平,假如用“零跨导”则便是一个选频电平表。假如加上规范测验天线在频谱仪上不便是可丈量场强了吗!比较好的频谱仪,它能够将天线系数存在机内,运用时直接显现场强数值μV/m。如安捷伦公司、安立公司频谱仪大都有天线系数存储功用。
就日本安立公司而言,80年代出产的场强仪ML518、HM650、MH649销量较大,我国也买不少,80年代末出产的ML521/214系列的场强仪销量明显下降,因为它与此一起出产了频谱剖析仪MS610、MS2601等,而场强仪、频谱仪都可用相同的天线MP534、MP651、MP663等丈量场强。它们目标差不多,价格也差不多。用户当然选用功用强大的频谱仪。现在就我国产的场强仪来说也很少出产,其主要原因也是因为频谱仪替代。
用频谱仪加上测验天线能够丈量场强,当频谱仪能够存天线系数的,那么能够直接显现μV/m单位场强。假如不行存天线系数频谱仪,则需要按前述的式(2)代入天线系数进行核算。假如用没有天线系数的一般接纳信号用的天线,那么只能在空间丈量场强的强弱,而不能得出场强μV/m量值,即只能作定性测验剖析,不行作定量测验剖析。
归纳上述,在场强丈量中,它获得的成果应是μV/m为单位,而因为电子技能和电子丈量技能的开展单一功用的场强仪已很少,最常运用频谱剖析仪,较严厉的丈量时还应挑选测验用天线。