¿Cómo derivar el voltaje aplicado a una antena, donde se conoce la potencia del transmisor y se usan antenas tx / rx idénticas con ganancia / impedancia conocida?

0

Pregunta :

Imagine un transmisor + una antena transmisora con las siguientes características:

  • 433Mhz transmisor transmitiendo 10dBm
  • En una antena de impedancia adaptada (50 ohmios), omnidireccional, ganancia 3dBi

Y un receptor:

  • antena de impedancia de 50 ohmios, el circuito del receptor presenta 50 ohmios
  • La antena receptora es una antena omnidireccional 3dBi idéntica.

¿Cómo podría calcular el voltaje que verían los circuitos del receptor? Estoy tratando de aprender RF electrónica construyendo un detector para un portador constante de 433.92 MHz, y no puedo predecir cómo se comportará mi diodo sin saber el voltaje aplicado a través de él.

Mi intento desde los primeros principios:

10 dBm es 10mW de potencia, 3dBi de ganancia significa 10mW X 2 = 20mW irradiado desde la antena en condiciones ideales.

Según la ley del cuadrado inverso, obtenemos:

$$ P = {0.02 \ sobre 4 \ Pi r ^ 2} $$

$$ P = {0.02 \ sobre 4 \ Pi 40 ^ 2} $$

$$ P = {0.02 \ sobre 4 \ Pi 40 ^ 2} $$

$$ P = 9.94718394 ^ {- 7} $$

Yipes que parece pequeño.

Este es el bit donde me quedo atascado. ¿Puedo simplemente multiplicarlo por la ganancia de recepción (3dBi, básicamente 2x) y subponerlo a la ley de ohmios (con la impedancia de la antena, 50 ohmios) combinada con la fórmula de potencia (P = IV)?

$$ P = ({V \ sobre R}) V $$

$$ 2 \ veces 9.94718394 ^ {- 7} = ({V \ sobre 50}) V $$

Después de duplicar la potencia (porque la antena receptora me da una ganancia de 3dBi) y al conectar esta fórmula en Wolfram Alpha para resolver, obtengo ~ 10 mV.

Esto parece bajo y no estoy seguro con la lógica de mi derivación. ¿Esto es correcto?

    

2 respuestas

1

Debería tener en cuenta la ecuación Pérdida de transmisión de Friis (o pérdida de enlace) para el espacio libre: -

Pérdida (dB) = 32.45 + 20 \ $ log_ {10} \ $ (f) + 20 \ $ log_ {10} \ $ (d)

Donde f está en MHz y d está en kilómetros. Esta ecuación le indica cuántos dB de pérdida de potencia puede esperar a una distancia determinada con una frecuencia portadora determinada.

Se basa en el espacio libre y explica la reducción de la señal recibida a medida que aumenta la frecuencia debido a que la antena recibida se hace más pequeña. Esta ecuación es también para las antenas que se transmiten por igual en todas las direcciones (también llamadas antenas isotrópicas). Con las antenas reales siempre hay una ganancia porque las antenas reales no se transmiten por igual en todas las direcciones, por lo tanto, siempre hay una dirección en la que hay una mayor densidad de potencia de transmisión.

La ecuación también supone que sus antenas no están tan cerca como para que no se haya formado una onda EM adecuada. Traducido, esto significa que sus antenas deben tener al menos una longitud de onda aparte y, como parece que está usando 40 metros en su pregunta y, su frecuencia es de 433 MHz, no hay problema.

Poner números te da una pérdida de enlace de 32.45 dB + 52.73 dB - 27.96 dB o 57.22 dB. Dado que sus antenas tienen una ganancia de 3 dB cada una, la pérdida del enlace se reduce a aproximadamente 51.2 dB. Comprobación de integridad utilizando calculadora en línea : -

Dadoquesupotenciadetransmisiónesde+10dBm,lapotenciadelaseñalrecibidaseráde52.2dBhaciaabajoen+10dBmo-41.2dBmoaproximadamente0.076uW.

Relacionados Q y A .

Otra Q y A relacionadas

    
respondido por el Andy aka
1

Usando la fórmula Power = VoltsRMS ^ 2 / Resistencia, y luego cambiando la Resistencia a la impedancia, tenemos

Potencia = VoltsRMS ^ 2 / Impedancia

y resolvemos para VoltsRMS

VoltsRMS = squareroot (Potencia * Impedancia)

Ahora, con una potencia de milivatios (0.001 vatios) y 50 ohmios, la matemática produce

VoltsRMS = squareroot (0.001 * 50) = squareroot (1/20) = 1 / squareroot (20)

VoltsRMS = 1 / 4.47 = 0.223 voltios rms

VoltsPP = 0.223 * 2 * 1.414 = 0.632 voltsPP

¿Son tus números consistentes?

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas