Кіріспе
Бағытты радиожиілік қуатының анықтамасы. Эффективті сәулелену қуаты (ERP), эквивалентті сәулелену қуатымен мағыны бірдей, IEEE стандартымен бекітілген, радио таратушының шығаратын бағытты радиожиілік (RF) қуаты сияқты. Бұл, антеннаның ең күшті сәуле бағытындағы қашықтағы қабылдағышта нақты антеннамен бірдей сәулелену қарқынын (сигнал күшін немесе ваттқа шаршы метрге қуат ағыны тығыздығын) беру үшін жарты толқынды диполь антеннасынан сәулеленуге қажетті жалпы қуат, ватт есебімен. ERP – таратушының шығаратын қуатын және антеннаның осы қуатты белгілі бір бағытта бағыттау қабілетін өлшейді. Бұл антеннаға түсетін қуатты антеннаның күшіне көбейтуге тең. Ол электроника және телекоммуникацияда, әсіресе радио хабарларын таратуда, тыңдаушылардың қабылдау аймағындағы тарату станциясының көрінетін қуатын анықтау үшін қолданылады. Осыны өлшеуге арналған тағы бір параметр – тиімді изотроптық сәулелену қуаты (EIRP). Тиімді изотроптық сәулелену қуаты – бұл антеннаның ең күшті сәуле бағытында нақты антеннамен бірдей («эквивалентті») сигнал күшін беру үшін изотроптық антеннаның сәулеленуі керек болатын гипотетикалық қуат. EIRP пен ERP арасындағы айырмашылық – ERP нақты антеннаны жарты толқынды диполь антеннасымен салыстырса, EIRP оны теориялық изотроптық антеннамен салыстырады. Жарты толқынды диполь антеннасының изотроптық сәулелендіргішпен салыстырғанда күші 1,64 (немесе 2,15 дБ) болғандықтан, егер ERP және EIRP ватт есебімен көрсетілсе, олардың арақатынасы:
Effective radiated power (ERP), synonymous with equivalent radiated power, is an IEEE standardized definition of directional radio frequency (RF) power, such as that emitted by a radio transmitter. It is the total power in watts that would have to be radiated by a half wave dipole antenna to give the same radiation intensity (signal strength or power flux density in watts per square meter) as the actual source antenna at a distant receiver located in the direction of the antenna's strongest beam (main lobe). ERP measures the combination of the power emitted by the transmitter and the ability of the antenna to direct that power in a given direction. It is equal to the input power to the antenna multiplied by the gain of the antenna. It is used in electronics and telecommunications, particularly in broadcasting to quantify the apparent power of a broadcasting station experienced by listeners in its reception area. An alternate parameter that measures the same thing is effective isotropic radiated power (EIRP). Effective isotropic radiated power is the hypothetical power that would have to be radiated by an isotropic antenna to give the same ("equivalent") signal strength as the actual source antenna in the direction of the antenna's strongest beam. The difference between EIRP and ERP is that ERP compares the actual antenna to a half wave dipole antenna, while EIRP compares it to a theoretical isotropic antenna. Since a half wave dipole antenna has a gain of 1.64 (or 2.15 dB) compared to an isotropic radiator, if ERP and EIRP are expressed in watts their relation is
If they are expressed in decibels
Егер олар децибелмен көрсетілсе:
Effective radiated power (ERP), synonymous with equivalent radiated power, is an IEEE standardized definition of directional radio frequency (RF) power, such as that emitted by a radio transmitter. It is the total power in watts that would have to be radiated by a half wave dipole antenna to give the same radiation intensity (signal strength or power flux density in watts per square meter) as the actual source antenna at a distant receiver located in the direction of the antenna's strongest beam (main lobe). ERP measures the combination of the power emitted by the transmitter and the ability of the antenna to direct that power in a given direction. It is equal to the input power to the antenna multiplied by the gain of the antenna. It is used in electronics and telecommunications, particularly in broadcasting to quantify the apparent power of a broadcasting station experienced by listeners in its reception area. An alternate parameter that measures the same thing is effective isotropic radiated power (EIRP). Effective isotropic radiated power is the hypothetical power that would have to be radiated by an isotropic antenna to give the same ("equivalent") signal strength as the actual source antenna in the direction of the antenna's strongest beam. The difference between EIRP and ERP is that ERP compares the actual antenna to a half wave dipole antenna, while EIRP compares it to a theoretical isotropic antenna. Since a half wave dipole antenna has a gain of 1.64 (or 2.15 dB) compared to an isotropic radiator, if ERP and EIRP are expressed in watts their relation is
If they are expressed in decibels
Поляризация
Поляризация әзірге ескерілмеген, бірақ оны дұрыс түсіндіру қажет. Бұрын дипольді сәулелендіргішті қарастырғанда, оның қабылдағышпен толықтай сәйкес келетінін болжадық. Енді қабылдағыш антенна шеңберлік поляризацияланған деп есептейік, онда антеннаның бағытына қарамастан, кемінде 3 дБ поляризация жоғалтуы болады. Егер қабылдағыш та диполь болса, оны таратушыға перпендикуляр етіп орналастыруға болады, нәтижесінде теориялық тұрғыдан нөлдік энергия алынады. Дегенмен, бұл поляризация жоғалтуы ERP немесе EIRP есептеулерінде ескерілмейді. Керісінше, қабылдау жүйесін жобалаушы осы жоғалтуды тиісті деңгейде ескеруі керек. Мысалы, ұялы телефон мұнарасының тұрақты сызықтық поляризациясы бар, бірақ ұялы телефон кез келген бұрылыста жақсы жұмыс істеуі тиіс. Сондықтан, телефонда екі полюсті қабылдағыш жүйесін орнатуға болады, осылайша ұсталған энергия бағытына қарамастан максималды болады, немесе жобалаушы шеңберлік поляризацияланған антеннаны пайдаланып, күшейткішпен қосымша 3 дБ жоғалтуды ескере алады.
FM мысалы
Мысалы, FM радиостанциясы 100 000 Вт қуаты бар деп жарнамаласа, оның іс жүзінде 100 000 Вт ERP қуаты бар, ал 100 000 Вт қуатты таратушысы жоқ. Мұндай станцияның таратушы қуаты (TPO) әдетте 10 000-ден 20 000 Вт аралығында болады, ал күшті ұлғайту коэффициенті 5-тен 10-ға дейін (5×-10× немесе 7-ден 10 dB-ға дейін) шамасында болуы мүмкін. Көптеген антенна конструкцияларында күшті көлденең жазықтыққа шоғырландыру және жоғары және төмен бұрыштарда оны азайту арқылы, антенна элементтерінің фазалық тізімдерін қолдану арқылы күшті ұлғайту жүзеге асырылады. Күштің таралуы мен биіктік бұрышы арасындағы қатынас тік сызба деп аталады. Егер антенна көлденең бағытта да бағытталған болса, күшті ұлғайту мен ERP азимутқа (компас бағыты) қарай өзгереді. Барлық бағыттар бойынша орташа қуаттың орнына, станцияның ERP ретінде көрсетілген антеннаның негізгі сәулесінің ең жоғарғы нүктесіндегі көрінетін қуат айтылады (бұл мәлімдеме ERP анықтамасын берудің тағы бір жолы). Бұл әсіресе қысқа толқынды хабар тарату станцияларының жоғары ERP көрсеткіштеріне қатысты, олар континенттер мен мұхиттарға сигналдарын жеткізу үшін өте тар сәуле енін пайдаланады.
АҚШ-тың нормативтік пайдалануы
АҚШ-тағы FM радио үшін ERP әрқашан теориялық жарты толқын дипольдік антеннаға шаққанда есептеледі. (Демек, ERP есептеу кезіндегі ең тікелей тәсіл – антеннаның күшінің dBd-дегі көрсеткіштерін пайдалану). Антенналық поляризация мәселесін шешу үшін Федералды байланыс комиссиясы (FCC) FM және телеарналар үшін ERP-ні көлденең және тік бағыттағы өлшемдерде көрсетеді. Көлденең бағыт екеуі үшін де стандартты болып табылады, бірақ тік бағыттағы ERP көрсеткіші жоғары болса, ол қолданылады. АҚШ-тағы FM радио хабарларын тарату үшін ERP-нің максималды деңгейі әдетте 100 000 ватт (FM II аймағы) немесе 50 000 ватт (көбінесе тығыз қоныстанған I және IA аймақтарында) құрайды, алайда нақты шектеулер лицензия класына және орташа жер бетінен жоғары антенна биіктігіне (HAAT) байланысты өзгеруі мүмкін. Кейбір станциялар бұрынғы қағидалар бойынша жұмыс істеуге рұқсат алған немесе, өте сирек жағдайларда, ерекше рұқсат алып, қалыпты шектеулерден асып түсуі мүмкін.
Микротолқынды жолақтардағы мәселелер
Көптеген микротолқынды жүйелер үшін, толығымен бағытталмаған изотроптық антенна (физикалық жағынан мүмкін емес, барлық бағытта тең және мінсіз сәулеленетін) эталондық антенна ретінде қолданылады, және содан кейін ERP емес, EIRP (тиімді изотроптық сәулеленген қуат) туралы сөз болады. Бұған дипольдік антенналардың орнына микротолқынды тарелкалар мен рефлекторларды пайдаланатын спутниктік транспондерлер, радарлар және басқа да жүйелер кіреді.
Төмен жиіліктегі мәселелер
АҚШ-тағы орта толқынды (АМ) станцияларында қуат шектері тікелей таратушының шығыс қуатына сәйкес белгіленеді, ал ERP әдеттегі есептеулерде қолданылмайды. Көптеген станциялар қолданатын толық бағытты антенналар сигналды барлық көлденең бағыттар бойынша теңдей таратуға мүмкіндік береді. Бағытталған антенналық жүйелер көбінесе түнде, бірақ кейде үздіріссіз түрде, бір-біріне жақын немесе бір арнадағы станцияларды қорғау үшін пайдаланылады. Мұндай жүйені жобалау кезінде антеннаның тиімділігі мен жердің өткізгіштігі ескерілсе де, FCC дерекқорында станцияның ERP емес, шығыс қуаты көрсетіледі.
Қатынасты терминдер
Электр инженерлері институтының (Ұлыбритания) мәліметінше, ERP жиі сәулеленген қуатты білдіретін жалпы анықтамалық термин ретінде қолданылады, бірақ қатаң айтқанда, антенна жарты толқынды диполь болғанда ғана және FM тарату туралы сөз болғанда қолданылуы тиіс. Ол тек AM хабар таратумен ғана байланысты және "тартушы антеннадан 1 километр қашықтықтағы бір метрге шаққандағы микровольт" мөлшеріндегі электр өрісінің күшін көрсетеді.
Жек көру
VHF және одан жоғары жиіліктер үшін орташа жер бетінен биіктік ERP ескеретін кезде өте маңызды, себебі берілген ERP арқылы туындайтын сигналдың таралу аймағы (тарату радиусы) антенна биіктігі артықша өседі. Осы себепті, егер сигнал жердегі кедергілерден жоғары тараса, ERP қуаты бірнеше жүз Ватт болатын станция, бірнеше мың Ватт ERP қуаты бар станциядан да кең аумақты қамтуы мүмкін.