電界強度の表現（処理）方法

無線初心者です。電界強度（dBuv/mまたはuV/m）を表示（処理）させる場合、まずは電圧、電力に変換する必要があると思います。
このとき、開放端相当で表示した方がよいのでしょうか？ それとも、整合がとれている（５０オーム）負荷端（電圧で1/2、電力で-6dB）で表示させた方がよいのでしょうか？
電界強度→電圧の変換式は「電界強度×(300÷周波数(MHz)÷π)」で計算しますが、これを1/2にするかどうかだと思います。

どうぞ、よろしくお願いします。

No.6 ベストアンサー 回答者： masudaya 回答日時： 2006/05/18 14:37

Gainがダイポールに対して0dBならG=1でいいです.

R=50を代入すれば,50Ω終端のアンテナ電圧になります.

但し,RSSI電圧はアンテナ電圧(ICの注入電力)に比例するだけなので,式にごちゃごちゃ定数を入れて計算してもアンプのゲインやローカルの出力,ミキサのゲインが数ｄBの誤差(偏差)を持つので,計算どおりにはほとんどならないと思います.機器側のほうが本当に50Ωかどうかをネットワークアナライザで確認が必要です.50ΩのSGで入力したときのRSSI値を記録しても機器側が50Ω出ないと,適当なアンテナ(たとえばループアンテナなど)をつけた場合には,所望の結果が得られません.

この回答へのお礼

ご親切にどうもありがとうございます。

現在はＳＧから信号を入れ、ＲＳＳＩをＡＤＣで取り込み、ソフトウェア補正をしてｄＢｍ表示しています。実測値ですし、簡易型なので十分というわけです。
やはり、ＲＳＳＩは厳密には使い物にならないんですね。とりあえず、上のｄＢｍのみで今のところ間に合ってはいます。

本当に色々教えていただき、感謝します。

お礼日時：2006/05/22 13:06

No.5 回答者： masudaya 回答日時： 2006/05/17 17:57

純粋なダイポールアンテナは,入力インピーダンスが50Ω(73.1Ω)でないので,終端するとその分ロスが発生します.

返信遅くてすみません.

電圧から電界強度を求めるには＃1にあった式をEについて解けば,求められます.

E=V*π/λ*√(73.1/(R*G)）

しかしRSSI出力から求めることとなると途中の経路でのレベルの誤差が累積することが考えられます.ならば基準信号発生器から,基準アンテナにつなぎまわりに障害物になるようなものがないような状況(基準アンテナと簡易スペアナの間の直線距離より,反射距離のほうを3倍などの距離になるような環境)をつくり,実際に出力レベルや周波数を変えたときにRSSIがどのような出力になるかをデータとって変換式を用いたほうが簡易で精度が高いと思います.信号発生器の出力電力をP,直線距離をdとすると基準アンテナをダイポールとしたとき電界強度Eは
E=7*√(P)/d
となります.

この回答へのお礼

いつもありがとうございます。たびたび申し訳ございません。

> E=V*π/λ*√(73.1/(R*G)）

　のＧは０ｄＢですので、１でよいのでしょうか？
　また、Ｖは５０Ωで終端しているときの電圧を用いればよいのでしょうか？

　ご面倒おかけしますが、時間がありましたら、またよろしくお願いします。

お礼日時：2006/05/18 09:29

No.4 回答者： masudaya 回答日時： 2006/05/02 14:06

しばらく見ていませんでした,すみません.

1)アンテナの相対利得とありますが,基準アンテナは何ですか？
2)電力Pから電圧Vを求めるには負荷抵抗Rのとき
　　V=√(PR)　・・・(1)
　となります.
3)電界強度とアンテナ端子の電圧は＃１にあるような式で変換されます.このときはアンテナゲインはダイポール比になります.

こんなもんでいいでしょうか？

この回答への補足

いつもありがとうございます。無理解でどうもすみません。
ＲＳＳＩ値から求めた電力（電圧は）はダイポールアンテナを50Ωで終端している状態と考えています。この場合，電解強度Ｖ／Ｍは（１）の式が成り立つと考えてよろしいでしょうか？

補足日時：2006/05/02 18:51

No.3 回答者： masudaya 回答日時： 2006/04/14 09:11

電界強度を求めたいのであれば,前にも言いましたが,アンテナゲインの分かっているアンテナを用いないと電界強度に変換できません.

dBm+107dB=dBμ(終端値)
はあくまで,インピーダンスが50Ωのときです.

この回答への補足

ありがとうございます。dBmとdBuVの変換ですね。電卓で計算しようとしましたが、どうしたらよいのかわからなくなってしまいました。

結局のところ、アンテナの相対利得を０ｄＢとした場合、５０Ω終端値（電力、電圧）から電界強度を求めるにはどの式になるのでしょうか？

どうぞ、よろしくお願いします。

補足日時：2006/04/17 16:18

No.2 回答者： masudaya 回答日時： 2006/04/12 21:44

#1です.使っているスペアナの入力ポートに50Ωと書いてあれば,50Ω終端の電力になります.この場合はdBmとdBμの変換はdBm+107dB=dBμ(終端値)になります.入力ポートのインピーダンスで変換の数値が異なるので注意が必要です.

使っているアンテナがホイップとありますが,ホイップアンテナはダイポールと同じではありませんので,注意が必要です.
RSSIで簡易スペアナですか,どの程度の精度が必要か分かりませんが,RSSIは一般的に温特やリニアリティが悪いです.

この回答への補足

毎度どうもありがとうございます。
ＲＳＳＩの精度が悪いことは経験しています。
今回は簡易型ですので、そのあたりは大丈夫です。

> dBmとdBμの変換はdBm+107dB=dBμ(終端値)

は知りませんでした、電卓で計算してみたいと思います。
これで、簡易スペアナの表示で、dBmとdBuはでますね。もし可能なら、dBuV/m（またはuV/m）が表示できればと考えています。
通常スペアナは終端の電力ですが、この場合は開放端相当でよいのでしょうか？よくわかりません。

時間がありましたら、またお願いします。

補足日時：2006/04/13 09:44

No.1 回答者： masudaya 回答日時： 2006/04/12 10:03

目的を教えてもらえませんか？

＞電界強度（dBuv/mまたはuV/m）を表示（処理）させる場合、まずは電圧、電力に変換する必要があると思います。

とありますが,伝播や反射などの伝送系では電界強度のまま処理します.

それに,電界強度を電圧に変換するには,どのようなアンテナをもちいるかというファクターが入ります.アンテナゲインＧ,放射抵抗Ｒのアンテナを用いて電界強度Ｅの電波を受信した場合,端子電圧Ｖは

Ｖ＝Ｅ√Ｇ＊λ／π＊√(Ｒ／７３．１３)

となります.整合状態のときは，信号源インピーダンスがＲでＶの電源がインピーダンスＺの負荷がつながったときの電圧を計算すればいいことになります.

この回答への補足

2.4GHZ帯の無線モジュールのRSSI出力を用いて、簡易スペアナを作っています。
アンテナ系は５０Ωのホイップ、半波長ダイポールと同じと考えて良いと思います。
電力(dBm)表示だけでなく、電界強度もあればと考えました。
スペアナがありますが、dBmです。あれは５０Ωで終端している電力を表示させているのでしょうか？
もしその通りなら、電界強度も開放端相当でなく、５０Ω負荷の場合で表示した方がよいのでしょうか？

初心者で何を言っているのかもわからないかもしれませんが、どうぞ、よろしくお願いします。

補足日時：2006/04/12 14:32