什么是有效全向辐射功率 (EIRP)?

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无线链路预算通常会估算信号传输过程中可能遇到的各种损耗，并对设计参数进行调整以应对这些损耗的影响。EIRP 通常用于无线链路预算计算中，以指定传输所需的功率级别。

你如何定义有效全向辐射功率 (EIRP)?

顾名思义，EIRP 以全向辐射源发射的功率作为参考。EIRP 将发射天线的功率及其增益结合起来。EIRP 表示为发射天线功率与其增益的乘积。

$$EIRP=P_{t}G_{t}$$

P_t 是发射天线的功率，Gt 是发射天线的增益。

本质上，实际天线的辐射功率与其增益的乘积与全向辐射源的辐射功率与其增益的乘积进行了比较。由于全向辐射源向所有方向均匀辐射，因此其增益为单位一 (或 0 dB)。

全向天线和实际天线的 EIRP

该图显示了全向辐射器和实际天线的 EIRP。我们可以观察到，实际天线的 EIRP 通常大于全向辐射器的 EIRP。

EIRP of realizable antenna > EIRP of isotropic

EIRP 公式

全向辐射器和实际天线的 EIRP 表示如下：

$$EIRP_{ISOTROPIC}=P_{ISOTROPIC}\times\:G_{ISOTROPIC}$$

$$EIRP_{SYSTEM}=P_{ANTENNA}\times\:G_{ANTENNA}$$

EIRP 以绝对值和以 10 为底的对数表示。

$$EIRP_{dBW}=10\:log_{10}(P_{t}G_{t})$$

$$EIRP_{dBW}=10\:log_{10}(P_{t})+10\:log_{10}(G_{t})=P_{t(dB)}+G_{t(dB)}$$

由于天线的增益在绝对尺度和对数尺度上本质上都是无量纲的量，因此 EIRP 将采用功率单位，当用对数尺度表示时，我们使用 dBW，这意味着以 1 W 为参考的功率分贝。这里，1 W 是参考功率。也使用 dBmW 表示，其中 1 mW 被视为参考功率。

dBW & dBmW

这些是用以 10 为底的对数表示功率。我们取具有功率单位的两个量的比率，并将其映射到对数尺度上。在这个比率中，其中一个功率量被作为参考功率。

$$P_{dBW}=10\:log_{10}(\frac{P_{W}}{1W})$$

$$P_{dBmW}=10\:log_{10}(\frac{P_{W}}{1mW})$$

负 dBm 和 dBW

如果 P_dBW 和 P_dBmW 取负值，这意味着测得的功率小于参考功率。

如果指定的功率电平为 -20 dBm，这意味着测得的或接收到的功率电平是参考功率的百分之一。

$$-20dBm=10log_{10}(\frac{P}{1mW})$$

$$log_{10}(\frac{P}{1mW})=-2$$

$$(\frac{P}{1mW})=10^{-2};\:P=\frac{1}{100}(1mW)=0.01mW$$

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EIRP 例子

在卫星通信中，发射天线辐射 20 W 的功率。天线的增益为 15 dBi。计算 EIRP。

解：我们将天线增益转换回绝对标度。

$$15=10log_{10}(X)$$

$$X=10^{1.5}=31.622$$

$$EIRP=P_{t}.G_{t}=(20W)(31.622)=632.44W=28.01dBW$$