HF-Sendeleistung in einem ISM-Band

Ich habe einige OFCOM-Frequenzzuweisungstabellen für die Verwendung in einem kleinen Projekt durchsucht, das ich mache. Ich benötige die Verwendung einiger nicht lizenzierter ISM-Bänder in Großbritannien und habe festgestellt, dass das niedrigste nicht lizenzierte Band eine Begrenzung der Sendeleistung/Leistungsdichte von „42 dBµA/m bei 10 m“ hat.

Das betreffende Dokument ist: http://stakeholders.ofcom.org.uk/binaries/spectrum/spectrum-policy-area/spectrum-management/research-guidelines-tech-info/interface-requirements/IR_2030-june2014.pdf und die betreffende Tabelle befindet sich auf Seite 17.

1) Was bedeutet das?

2) Kann diese Grenze in etwas intuitiveres umgewandelt werden, wie z. B. eine effektive Strahlungsleistung in Watt?

Danke!

Dieses Dokument wendet diese Messung nur auf Bänder unter 27 MHz an, was die Antwort beeinflussen kann. Die Sendeleistung wird bei beispielsweise 13,56 MHz VIEL niedriger sein als der von Andy für 433 MHz angegebene Wert.

Antworten (2)

Diese Antwort wurde bearbeitet, um eine Formel zu korrigieren und auf eine genauere Antwort zu aktualisieren, bei der nicht über die Antennen nachgedacht werden muss (Dank an @tomnexus, dass er mein Gehirn in die richtige Richtung gebracht hat).

Ein AH-Feld von 42 dB µA/m = 126 µA/m (in reellen Zahlen) und da die Impedanz des freien Raums etwa 377 Ohm beträgt, können Sie das µA/m nehmen, es quadrieren und mit 377 Ohm multiplizieren, um eine Leistung zu erhalten von 6 µW auf 10 Meter. Grundsätzlich ICH 2 R . Aber das ist Leistung pro Quadratmeter, weil E- und H-Felder Volt pro Meter und Ampere pro Meter sind.

Stellen Sie sich nun vor, dass der Sender die gesamte Leistung in einem kugelförmigen Muster abgibt, sodass die Gesamtleistung, die durch die Oberfläche einer Kugel geht, in jeder Entfernung immer gleich ist. Bei 10m Radius ist die Fläche einer Kugel 4 π R 2 = 1257 qm. Damit ist die Sendeleistung 1257-mal größer als die oben genannten 6 µW (pro Meter).

Daher beträgt die abgegebene Leistung 7,5 mW.

Dies setzt wiederum eine isotrope TX-Antenne voraus (emittiert gleichmäßig in alle Richtungen). Eine Antenne mit Gewinn (z. B. ein Dipol mit einem Gewinn von etwa 2 dB gegenüber der isotropen Antenne) kann nicht 7,5 mW übertragen, sondern 2 dB weniger.

Die Angabe einer H-Feldgröße als gesetzliche Grenze - darüber kann es keinen Streit geben, da es das (E- oder H-) Feld ist, das Störungen bei anderen Geräten verursacht, und die Angabe einer TX-Leistung hält jemanden nicht davon ab, eine Antenne mit hoher Verstärkung zu verwenden und zu verursachen lokalisierte (mehr gerichtete) Probleme.

Ich habe mir auch die in der Frage erwähnte Tabelle angesehen. Die angegebenen 42 dB µA/m gelten für das 6,8-MHz-Band – dieses hat eine Wellenlänge von 44 Metern, und daher wäre es bei einer Entfernung von 10 m völlig falsch, die Leistung anzugeben, da sich eine kohärente EM-Welle (typischerweise) erst bei einer Wellenlänge zu bilden beginnt von einer TX-Antenne.

Beachten Sie, dass bei 27 MHz sowohl 10 mW ERP als auch 42 dB µA/m angegeben sind, da 27 MHz eine Wellenlänge von 11 m hat und sich die EM-Welle ziemlich genau bei 10 m "gebildet" hat. Bei höheren Frequenzen wird aus oben genannten Gründen nur erp angegeben.

Wie haben Sie dB µA/m in nur µA/m umgerechnet? Welche Formel verwendest du? Und wie erschien die Anzahl von "13 Wellenlängen im Quadrat", wenn es um die Apertur einer Halbdipolantenne ging?
Gute Antwort. Es wäre nützlich, mehr über die "magische Zahl" für die Blende zu erfahren - entweder ein Link oder ein Vergleich mit der Blende einer 1/4-Wellen-Peitsche zum Beispiel.
Ich habe bei einer Formel einen Fehler gemacht, also haben Sie Geduld mit mir, während ich sie bearbeite.
dB ist nur: dB = 20 log (x), also x = 10^(42/20) = 126 dB ist nur eine Möglichkeit für EEs, die Multiplikation sehr kleiner und sehr großer Zahlen zu vermeiden. Es gibt mehr auf Wikipedia, suchen Sie nach Dezibel
OK, ich denke, es stapelt sich jetzt!!
Gute Bearbeitungen, ich wünschte, ich könnte noch einmal +1 geben. Das Problem mit der Antenne mit hoher Verstärkung ist vermutlich der Grund, warum Bänder über 27 MHz stattdessen x mW ERP angeben (= Sendeleistung * Antennengewinn) - unterhalb dieser Frequenz wird eine Antenne mit hoher Verstärkung für eine nicht lizenzierte Anwendung mit geringer Leistung undurchführbar groß.
@BrianDrummond innerhalb einer Wellenlänge einer TX-Antenne hat sich die EM-Welle nicht richtig gebildet - siehe zusätzliche Bearbeitungen (laufend)
guter Punkt zu: Nahfeld, ich freue mich auf die Bearbeitungen
@BrianDrummond Ich wollte versuchen, das Feld von 10 mW und 42 dB µA/m H bei 27 MHz in Einklang zu bringen, aber mein Gehirn ist jetzt gebraten. Ich brauche einen Drink LOL.
Warum müssen Sie einen Dipol einbeziehen? EiRP ist einfach (Leistungsdichte bei xm) * (Fläche einer xm-Kugel). Oder (Leistungsdichte) = (EiRP) * (Bereich der Kugel). Keine Frequenzabhängigkeit, solange man im Fernfeld ist. Also 6 uW/m2 @ 10m = EiRP von 7 mW. Unabhängig davon, ob dies 4 mW in einen Dipol oder 0,7 mW in eine Yagi sind, wird beides die gesetzliche Grenze berühren.
@tomnexus - Ich habe mich gerade durchgearbeitet, um das Problem zu lösen. Wenn es also einen besseren Weg gibt, bin ich ganz Ohr. Ja, OK, ich verstehe die Vereinfachung - ich habe tatsächlich die Leistung / m ^ 2 berechnet !!!

Es ist die Feldstärke in einer bestimmten Entfernung. Es bezieht sich auf die Leistung, die Ihr Gerät in diesem Frequenzband übertragen darf. Sie könnten Berechnungen anstellen und es in Strom umwandeln.

In der Praxis dürfen Sie 20 dBm (= 100 Milliwatt) von einem Gerät übertragen. Schauen Sie sich die Spezifikationen für alle Geräte an (Bluetooth, WIFI, Zigbee usw., sie sind alle auf 20 dBm begrenzt.

Mit einer speziellen Antenne könnten Sie all diese Energie auf einen Punkt fokussieren und mehr als die 42 dBuA/m bei 10 m erreichen, also sehen Sie, wie unpraktisch diese Begrenzung ist, sie hängt von so vielen Variablen und Bedingungen ab. Daher die 20 dBm.

Hallo, welche Berechnungen müsste ich anstellen, um dBµA/m im Abstand X in eine Potenz umzuwandeln?
Sorry, zu faul dafür ;-) Zum Glück ist Andy nicht so faul, also siehe oben :-)
Möglicherweise verwendet er nicht das 2,4-GHz-ISM-Band, daher die untere Grenze. Und in vielen Ländern begrenzen sie sowohl die Leistung als auch den ERP, daher ist auch der Gewinn der Antenne begrenzt.