Перейти к содержанию

ЭИИМ — эквивалентная изотропно излучаемая мощность (EIRP)

Мощность передатчика в даташите и мощность, которая реально уходит в эфир в сторону приёмника, — разные числа: между ними кабель, согласование и антенна. Чтобы сравнивать передатчики с разными антеннами, используют ЭИИМ — мощность, приведённую к идеальной изотропной антенне.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

ЭИИМ — эквивалентная изотропно излучаемая мощность (EIRP, equivalent isotropically radiated power): мощность, которую должна была бы излучать идеальная изотропная антенна, чтобы в направлении наибольшего излучения реальной антенны получилась та же плотность мощности. TI определяет её именно так и указывает в дБм (AN058, разд. 6.3).

Как посчитать

В децибелах ЭИИМ — простая сумма:

ЭИИМ [дБм]=PTX [дБм]−Lтракта [дБ]+G [дБи],\text{ЭИИМ}\ [\text{дБм}] = P_\text{TX}\ [\text{дБм}] - L_\text{тракта}\ [\text{дБ}] + G\ [\text{дБи}],

где PTX — мощность на выходе передатчика, Lтракта — потери в кабеле, разъёмах и согласующей цепи, G — усиление антенны относительно изотропной. Пример (наш расчёт): 14 дБм на выходе, 1 дБ потерь, антенна 2 дБи — 15 дБм, то есть около 31,6 мВт. Перевести дБм в милливатты можно калькулятором децибел.

Если усиление антенны дано в дБд (относительно диполя), его сначала переводят в дБи: 0 дБд = 2,14 дБи (AN058, разд. 5.1).

Зачем нужна ЭИИМ

  • Поле на расстоянии. Рекомендация ITU-R P.525 считает действующую напряжённость поля через ЭИИМ: e=30p/de = \sqrt{30p}/d, где p — ЭИИМ в ваттах, d — расстояние в метрах (разд. 2.1, формула 1). Для 31,6 мВт на 100 м это около 9,7 мВ/м (наш расчёт). У антенны на проводящей земле поле на 3 дБ сильнее, чем в свободном пространстве (примечание 2).
  • Сравнение устройств. Две платы с одинаковым чипом, но разными антеннами имеют разную ЭИИМ; в бюджете радиолинии учитывается именно она.
  • Нормы. Ограничения на излучение радиоустройств обычно задают для излучённой мощности, поэтому антенна с бо́льшим усилением может потребовать снизить мощность передатчика. Конкретные пределы зависят от страны и полосы и здесь не приводятся.

Измерение

При испытаниях в безэховой камере по методике CTIA OTA получают полную излучённую мощность TRP (интеграл по всей сфере) и пиковую ЭИИМ; их разность — направленность антенны, а отношение TRP к подведённой мощности — КПД (AN058, разд. 6.3). Как ЭИИМ превращается в уровень сигнала у приёмника, показывают потери в свободном пространстве.

Частые вопросы

Как посчитать ЭИИМ в дБм?

Сложить мощность передатчика в дБм и усиление антенны в дБи и вычесть потери в кабеле, разъёмах и согласующей цепи в дБ. Например, 14 дБм на выходе микросхемы, 1 дБ потерь и антенна 2 дБи дают 15 дБм ЭИИМ, около 32 мВт (наш пример).

Чем ЭИИМ отличается от мощности передатчика?

Мощность передатчика измеряют на его выходе, ЭИИМ — то, что получается в эфире в направлении наибольшего излучения, если заменить реальную антенну изотропной. Антенна с усилением увеличивает ЭИИМ, потери в тракте её уменьшают. Поэтому ограничения на излучение для радиоустройств обычно формулируют в единицах излучённой мощности, а не мощности на выходе чипа — точные условия смотрите в действующих нормах своей страны.

Что такое TRP и чем она отличается от ЭИИМ?

TRP (total radiated power) — полная мощность, излучённая антенной во все стороны, её получают интегрированием по всей сфере. ЭИИМ — пиковое значение в одном направлении. Разность пиковой ЭИИМ и TRP — направленность антенны (AN058, разд. 6.3).

Источники

  1. Texas Instruments. AN058 Antenna Selection Guide, SWRA161B (2010) — разд. 5.1: при изотропной антенне как опорной усиление дают в дБи или как ЭИИМ (EIRP); разд. 6.3: ЭИИМ — мощность, которую излучала бы теоретическая изотропная антенна, чтобы дать пиковую плотность мощности, наблюдаемую в направлении наибольшего усиления, указывается в дБм; в отчёте CTIA OTA — полная излучённая мощность (TRP) и пиковая ЭИИМ, направленность — их разность
  2. Recommendation ITU-R P.525-4 (08/2019). Calculation of free-space attenuation — архивная копия официального файла; разд. 2.1, формула (1): действующая напряжённость поля e = √(30p)/d, где p — ЭИИМ передатчика в направлении точки, Вт, d — расстояние, м; формула (2) в мВ/м, кВт и км; примечание 2: у антенны на плоской идеально проводящей земле плотность потока удваивается, поле больше на 3 дБ

Нашли ошибку?

Смотрите также