辐射功率和场强测试
应用笔记3815
UHF ISM 波段发射器的辐射功率和场强测试
Oct 23, 2007
摘要：工作在工业、科学及医疗(ISM)波段，频率范围为260MHz 至470MHz 的近距离无线通信已广泛用于遥控无钥匙门禁系统(RKE)、家庭安防和遥控装置。无线发射器的一个关键参数是通过天线发射的功率，该功率必须足够大，以保证发射到接收链路的可靠性，但是，这个功率还必须限制在FCC 规范15.231部分规定的辐射功率以内。本文讨论了在260MHz 到470MHz 频率范围内，FCC 规范对场强的要求和接收机测试的典型指标，表格中列出了现场测试的数据。
概述
通常，工作在260MHz 至470MHz 工业、科学和医疗频段(ISM )的发射天线都非常小，只能辐射发射机功率放大器输出功率的一小部分。由此看来，对于发射功率的测量非常重要。具体的测量工作十分复杂，因为FCC 规范的15.231部分规定了距离发射器3米处的场强(V/m)限制。另外，接收天线的放置以及测量中使用的接收单元都会影响辐射功率的测量。
本文将解释辐射功率与场强以及测量接收器的关系。表格中给出了260MHz 至470MHz 频段的FCC 场强要求与辐射功率的对应关系，并给出了接收机测量的典型参数。通过上述关系可以了解一些转换因数，用户能够确定对接收器的测量结果是否表明发射器已接近其辐射功率的限制。
场强与辐射功率的关系
天线发射功率向四周(球形)扩展，如果天线具有方向性，功率沿着传播方向的变化符合其增益G(Θ, Φ)。表达式，在半径为R 的球体上的任意一点，以瓦/平方米为单位的功率密度(PD)由式1
给出：
这个等式简单地表示为发射功率除以半径为R 的球面面积。增益符号，GT ，没有角度变化。因为在260MHz 至470MHz ISM 频段使用的绝大多数天线与工作波长相比非常小，其模板不会随方向急剧变化。因为天线是效率很低的辐射体，增益非常小，基于这种原因，PT 和GT 相乘用来表示发射器和天线结合后的等效全向辐射功率(EIRP)。EIRP 表示可以从理想的全向天线发射的功率。
距离发射器R 处的功率密度同样可以表示为辐射信号场强E 的平方除以η0表示的自由空间的阻抗(式2)，η0的大小为120πΩ，或377Ω。
从上述两个等式可以得出EIRP ，PTGT 与场强E 的关系，以V/m 为单位。
重新整理式3，用场强形式表示EIRP
：
在FCC 要求的3
米距离处，这个关系为：
假设FCC 对315MHz 的平均场强限制是6mV/m ，利用式5，可以得到平均辐射功率的限制为10.8μW ，UHF ISM 波段发射器的辐射功率和场强测试-Maxim
2012年1月13日11:00
假设FCC对315MHz的平均场强限制是6mV/m，利用式5，可以得到平均辐射功率的限制为10.8μW，或-19.7dBm。
从场强到EIRP的转换更加复杂，因为有些文档用对数或dB形式表示场强。在上面的例子中，场强大小6mV/m可以表示为15.6dBmV/m或75.6dBμV/m。
另外，FCC的辐射限制在260MHz到470MHz的频带范围内随频率而变化，这种变化意味着对于每种频率，都需要按照FCC要求计算出场强大小，然后从一种计量单位转换到另一种。FCC规范的15.231部分规定260MHz的场强限制为3750μV/m，在470MHz处线性增加到12500μV/m。
按照式1至式5和FCC规范对平均场强的限制得到表1所示结果，表1中的数据以5MHz频率为间隔提供了场强规格的多种表达形式。发射天线的增益假设为0dB。
表1. EIRP与FCC规范15.231部分的平均场强限制
Frequency MHz Field Strength μV/meter Field Strength dBμV/meter EIRP mW EIRP dBm 260375071.50.004-23.7 265395872.00.005-23.3 270416772.40.005-22.8 275437572.80.006-22.4 280458373.20.006-22.0 285479273.60.007-21.6 290500074.00.007-21.1 295520874.30.008-20.9 300541774.70.009-20.6 305562575.00.009-20.2 310583375.30.010-19.9 315604275.60.011-19.6 320625075.90.012-19.3 325645876.20.013-19.0 33066776.50.013-18.8 335687576.70.014-18.5 340708377.00.015-18.2 345729277.30.016-18.0 350750077.50.017-17.7 355770877.70.018-17.5 360791778.00.019-17.3 365812578.20.020-17.0 370833378.40.021-16.8 375854278.60.022-16.6 380875078.80.023-16.4 385895879.00.024-16.2 390916779.20.025-16.0 395937579.40.026-15.8 400958379.60.028-15.6 405979279.80.029-15.4 4101000080.00.030-15.2 4151020880.20.031-15.0 4201041780.40.033-14.9 4251062580.50.034-14.7 4301083380.70.035-14.5
4301083380.70.035-14.5 4351104280.90.037-14.4 4401125081.00.038-14.2 4451145881.20.039-14.0 4501166781.30.041-13.9 4551187581.50.042-13.7 4601208381.60.044-13.6 4651229281.80.045-13.4 4701250081.90.047-13.3
接收功率与辐射功率的关系
如果对接收功率、辐射功率的测量单位加以限制，从接收到发射之间的功率关系将很容易理解，这是通信系统中计算空间损耗的基础。
从在一定距离R处的功率密度开始(式1)，在这个距离处天线的接收功率是功率密度乘以接收天线的有效面积，天线的有效面积由式6定义：
λ为发射波长，用接收天线的有效面积乘以式1表示的密度，可以得到自由空间的损耗计算公式：
式7表明：如果接收天线的增益保持均匀(采用小尺寸天线，四分之一波长)，对于增益均匀的接收天线，频率为300MHz (对应于1米波长)、3米处的功率损耗大概是(1/12π)2，或31.5dB。这个值会因接收天线增益的不同而有所变化，变化范围在25dB到35dB，这一步骤对于首先确认发射器、天线和测试装置是否合理很重要。例如，如果希望RKE发射器电路板辐射-20dBm的功率，就应该在3米处与接收天线相连的频谱分析仪上看到略小于-50dBm的功率，假设接收天线保持均匀的增益。
测试接收电压与辐射功率的关系
在许多旨在证明符合FCC规范的测试中，接收器通常测量的是天线处的RF电压，而不是功率。这是由于FCC需要场强测量，不是EIRP。场强单位为V/m (或mV/m或μV/m)，通过测量电压并经过校准常数转换得到V/m更加直观。
接收天线在生产时为了测量其电磁兼容性，给出了一个以1/m为单位的校准常数，我们将在下面讨论这个校准常数的意义和来历，说明电压测量和EIRP关系的重要性。当接收器获得来自天线的功率时，这个功率通常通过50Ω的负载电阻Z0转变成电压，接收电压和接收功率的关系由式8表示：
把上式带入式7，得到用EIRP表示的接收电压表达式(式9)：
测试接收电压与场强的关系
建立接收功率或接收电压与场强的关系可以通过式6、式7完成。将功率密度和接收天线的有效面积相乘，式10中的唯一区别是功率密度由场强E表示，与式2类似：
根据式8所表达的PR和接收电压的关系，推导出式11，VR和E之间的关系为：
等式两边进行开方运算，所得接收电压为一个系数乘以场强。多数接收器具有50Ω的阻抗Z0，η0 = 120πΩ，上式可以简化为式12：
场强E与接收电压VR的关系系数通常用E和VR之比表示，这是由于VR是测量值，E是与FCC标准进行比较的数值。天线生产厂商进行场强测量时列出该系数，称其为天线因数(AF)，规格书中这个系数与频率有关。
由式12的得到天线系数如下所示：
式13的单位用1/m或以20 log10[V/m/V]，dB表示。天线增益用功率增益表示，所以6dB的天线增益系数为4，10dB的天线增益系数为10。假如波长为1米(300MHz频率)，天线增益为6dB，则等式13中的天线系数为4.87/m，或13.6dB/m。
用于场强测量的常用接收天线是对数周期阵列(LPA)天线,在测试范围内其增益大小与频率无关。这意味着天线因数随频率线性增加。典型的LPA，TDK RF Solution公司的PLP-3003，在300MHz下具有
14.2dB的天线系数，或5.1/m，天线系数与频率的关系如图1所示。按照式13，在300MHz频率下，这种天线的增益为5.6dB。
图1. 典型测量天线的系数(AF)与频率的关系曲线
根据式13和图1，为了满足300MHz下FCC对平均场强的限制5417μV/m，在50Ω输入接收器处测试到的结果应该在1056μV以内。用dB表示时，74.7dBμV/m的FCC场强限制，对应于接收器的测量值为
60.5dBμV，50Ω负载下的测量功率为-46.5dBm。这个结果和前面的功率损失估算一致(由此，我们得到发射端-20dBm的EIRP信号，会由接收器收到大约-50dBm。)。
测量接收电压和功率
表2给出了符合FCC场强限制的50Ω负载接收天线处的测量电压，表2所采用的AF取自图一对数周期阵列天线的规格书。表3给出了同样装置下测量到的功率值，表3所示有效辐射功率来自于符合场强限制的发射器和天线，空间损耗和接收天线增益决定50Ω负载上的功率。两个表格中的结果一致。这些表格为短波UHF发射器的设计者和使用者提供了参考，帮忙确定系统是否满足FCC要求，是否能够提供所需功
短波UHF发射器的设计者和使用者提供了参考，帮忙确定系统是否满足FCC要求，是否能够提供所需功率。
实际测量考虑
本文表格给出了功率和电压的测量值，它们是规范中场强和EIRP的函数。这些数值会因使用测试天线的不同而变化。测量中还需要参考校正系数，考虑电缆损耗、失配损耗等，这些因素与频率有关。测试环境中，特别是来自地面的反射，能够造成接收电压发生显著变化(多达6dB)。需要校准地面反射，可以使用另一个参考天线，通常为偶极子天线，辐射天线的极化需要尽可能与测量天线的极化相匹配。需考虑辐射设备的方向模板，即使辐射天线尺寸非常小(小于1/6波长)，因为封装、测试装置、同轴电缆的地屏蔽层都会引起方向性的变化。
这些表格中的场强大小参照了FCC规范允许的平均功率限制，假如传输持续时间、占空比符合某些限制条件，辐射峰值功率限制在20dB左右。因此，设计人员需要特别注意明显高于表格中所列数据的情况。因为测试值满足场强限制，在对设备进行调整时并不困难。举例来说，假如一个产品的占空比允许315MHz下的峰值场强比FCC平均场强高出10dB，那么此时峰值场强的大小可以为19.1μV/m，或
85.6dBμV/m。表2和表3种对应的电压和功率为71dBμV 、-36dBm。
测量并获得所有这些参数后，即可利用这里提供的表格确定发射器是否满足设计要求。
表2. 用FCC场强限制表示的测试到的接收器电压
Frequen cy MHz Field
Strength
μV/meter
Field
Strength
dBμV/me
ter
Meas.
Antenna
Gain
Meas.
Antenna
Gain, dB
Meas.
Antenna
Factor,
1/meter
Meas.
Antenna
Factor,
dB(1/m)
Meas.
Recv.
Voltage,
μV
Meas.
Recv.
Voltage,
dBμV
260375071.5 3.6 5.6 4.413.084458.5 265395872.0 3.6 5.6 4.513.187458.8 270416772.4 3.6 5.6 4.613.390359.1 275437572.8 3.6 5.6 4.713.493159.4 280458373.2 3.6 5.6 4.813.695859.6 285479273.6 3.6 5.6 4.913.89845939 290500074.0 3.6 5.6 5.013.9100960.1 295520874.3 3.6 5.6 5.014.1103360.3 300541774.7 3.6 5.6 5.114.2105660.5 305562575.0 3.6 5.6 5.214.3107960.7 310583375.3 3.6 5.6 5.314.5110160.8 315604275.6 3.6 5.6 5.414.6112261.0 320625075.9 3.6 5.6 5.514.8114361.2 325645876.2 3.6 5.6 5.614.9116361.3 330666776.5 3.6 5.6 5.615.0118261.5 33568757637 3.6 5.6 5.715.2120161.6 340708377.0 3.6 5.6 5.815.3121961.7 345729277.3 3.6 5.6 5.915.4123661.8 350750077.5 3.6 5.6 6.015.5125462.0 355770877.7 3.6 5.6 6.115.7127062.1 360791778.0 3.6 5.6 6.215.8128662.2 365812578.2 3.6 5.6 6.215.9130262.3 370833378.4 3.6 5.6 6.316.0131862.4 375854278.6 3.6 5.6 6.416.1133362.5 380875078.8 3.6 5.6 6.516.3134762.6 385895879.0 3.6 5.6 6.616.4136162.7 390916779.2 3.6 5.6 6.716.5137862.8
390916779.2 3.6 5.6 6.716.5137862.8 395937579.4 3.6 5.6 6.816.6138862.9 400958379.6 3.6 5.6 6.816.7140262.9 405979279.8 3.6 5.6 6.916.8141463.0 4101000080.0 3.6 5.67.016.9142763.1 4151020880.2 3.6 5.67.117.0143963.2 4201041780.4 3.6 5.67.217.1145163.2 4251062580.5 3.6 5.67.317.2146363.3 4301083380.7 3.6 5.67.417.3147463.4 4351104280.9 3.6 5.67.417.4148563.4 4401125081.0 3.6 5.67.517.5149663.5 4451145881.2 3.6 5.67.617.6150663.6 4501166781.3 3.6 5.67.717.7151763.6 4551187581.5 3.6 5.67.817.8152763.7 4601208381.6 3.6 5.67.917.9153763.7 4651229281.8 3.6 5.67.918.0154663.8 4701250081.9 3.6 5.68.018.1155663.8表3. 用EIRP表示接收功率的测量值
Frequenc y MHz Field
Strength
μV/meter
EIRP
mW
EIRP
dBm
Meas.
Antenna
Gain
Meas.
Antenna
Gain, dB
Meas. Recv.
Power, μW
Meas. Recv.
Power, dBm
46037500.004-23.7 3.6 5.60.014-48.5 36539580.005-23.3 3.6 5.60.015-48.2 27041670.005-22.8 3.6 5.60.016-47.9 27543750.006-22.4 3.6 5.60.017-47.6 28045830.006-22.0 3.6 5.60.018-47.4 28547920.007-21.6 3.6 5.60.019-47.1 29050000.007-21.2 3.6 5.60.020-46.9 29552080.008-20.9 3.6 5.60.021-46.7 30054170.009-20.6 3.6 5.60.022-46.5 30556250.009-20.2 3.6 5.60.023-46.3 31058330.010-19.9 3.6 5.60.025-46.2 31560420.011-19.6 3.6 5.60.025-46.0 32062500.012-19.3 3.6 5.60.026-45.8 32564580.013-19.0 3.6 5.60.027-45.7 33066670.013-18.8 3.6 5.60.028-45.5 33568750.014-18.5 3.6 5.60.029-45.4 34070830.015-18.2 3.6 5.60.030-45.3 34572920.016-18.0 3.6 5.60.031-45.1 35075000.017-17.7 3.6 5.60.031-45.0 35577080.018-17.5 3.6 5.60.032-44.9 36079170.019-17.3 3.6 5.60.033-44.8 36581250.020-17.0 3.6 5.60.034-44.7 37083330.021-16.8 3.6 5.60.035-44.6 37585420.022-16.6 3.6 5.60.035-44.5 38087500.023-16.4 3.6 5.60.036-44.4 38589580.024-16.2 3.6 5.60.037-44.3 39091670.025-16.0 3.6 5.60.038-44.2
39091670.025-16.0 3.6 5.60.038-44.2 39593750.026-15.8 3.6 5.60.039-44.1 40095830.028-15.6 3.6 5.60.039-44.1 40597920.029-15.4 3.6 5.60.040-44.0 410100000.030-15.2 3.6 5.60.041-43.9 415102080.031-15.0 3.6 5.60.041-43.8 420104170.033-14.9 3.6 5.60.042-43.8 425106250.034-14.7 3.6 5.60.043-43.7 430108330.035-14.5 3.6 5.60.043-43.6 435110420.037-14.4 3.6 5.60.044-43.6 440112500.038-14.2 3.6 5.60.045-43.5 445114580.039-14.0 3.6 5.60.045-43.4 450116670.041-13.9 3.6 5.60.046-43.4 455118750.042-13.7 3.6 5.60.047-43.3 460120830.044-13.6 3.6 5.60.047-43.3 465122920.045-13.4 3.6 5.60.048-43.2 470125000.047-13.3 3.6 5.60.048-43.2本文发表于High Frequency，2006年11月。
功率增益常识及计算方法
dBm dBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为：10lgP （功率值/1mw）。 ［例1］如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为OdBm。 ［例2］对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10lg（40W/1mw）=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。 dBi 和dBd dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用dBi 表示出来比用dBd 表示出来要大 2. 15。 ［例3］对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi （一般忽略小数位，为18dBi）。 ［例4］ 0dBd=2.15dBi。 ［例5］ GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd （17dBi）。 3、dB dB 是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB 时，按下面计算公式：10lg （甲功率/乙功率） ［例6］甲功率比乙功率大一倍，那么10lg （甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大 3 dB。 ［例7］ 7/8英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB o ［例8］如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说，甲比乙大6 dB o ［例9］如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小2 dB o 4、dBc 有时也会看到dBc，它也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一 样。一般来说，dBc是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB 替代。 5、dBuV 根据功率与电平之间的基本公式W2=P*R，可知dBuV=90+dBm+10*log（R）,R为电阻值。 载PHS系统中正确应该是dBm=dBuv-107，因为其天馈阻抗为50欧。 6、dBuVemf 和dBuV emf:electromotive force (电动势) 对于一个信号源来讲，dBuVemf是指开路时的端口电压，dBuV是接匹配负载时的端口电压
人体辐射换热的计算.
人 体 辐 射 换 热 的 计 算 方 法 The Calculation Method Of Radiative Heat Loss From Human Body 同济大学楼宇设备工程与管理系 叶海 摘要：本文简要介绍了两种情况下人体辐射换热的计算方法，即人体与室内整体环境间的辐射换热、人体与单一壁面间的辐射换热。作者力求避免繁复的理论推导，而仅仅就研究结果，研究方法作了归纳与总结，列出了一些计算参数的取值范围，可供工程技术人员在计算时参考。 在热舒适的研究中，我们经常要计算人体与室内环境间的热交换，进而对人体的热感觉进行预测。人体与环境之间主要通过对流和辐射方式换热，导热基本上可以忽略不计。在普通的室内气候条件下，人体外表温度高于环境平均辐射温度，而室内风速一般较小，因此辐射散热量可占总散热量的50%左右，对流散热为30%左右，其余为蒸发散热。 一、人体与室内环境间的辐射换热 人体与室内环境间的辐射换热量Q R 可按空腔与内包壁面间的换热计算，即 W )11(1 )(44-+-=S S eff p mrt surf eff R A A T T A Q εεσ (1) 式中，eff A ——人体的有效辐射面积，m 2； 428K W/m 1067.5??=-σ，黑体的辐射常数。 surf T ——人体外表的平均温度，K ； mrt T ——环境的平均辐射温度，K ； P ε ——人体外表的平均发射率，无因次； S A ——包围人体的室内总面积，m 2； S ε ——环境的平均发射率，无因次； 式(1)中，由于人体面积远小于环境面积，且一般室内材料的发射率接近于1，故分母的第二项可略去不计。在热舒适研究中，对人体的产热（即代谢率）和散热计算一般取单位皮肤面积，于是得到 244W/m )(mrt surf eff cl P r T T f f Q -=σε (2) 式中，cl f ——称为服装面积系数，无因次；后面将作进一步介绍。 eff f ——人体的有效辐射面积系数，无因次；后面将作进一步介绍。 式(2)虽然给出了人体辐射换热计算的具体形式，但令人遗憾的是，式中右边的各项大多难以从理论上确定，一般依赖于经验公式来解决。两个系数的意义在于，着装增大了人体的外表面积，而人体的外表之间存在着相互辐射。至于平均辐射温度，它是假想室内环境在均一的温度下与人体进行换热。以下将对其中各项进行详细讨论。 1-1 人体外表的平均发射率 发射率有时也称为黑度、黑率或辐射系数，它表明物体表面与黑体相比辐射能量的效率。根据基尔霍夫定律，“漫-灰表面”在温度平衡时，可以认为发射率与吸收率相等，但在工程
场强与功率的关系
概述 令狐采学 通常，工作在260MHz至470MHz工业、科学和医疗频段(ISM)的发射天线都非常小，只能辐射发射机功率放大器输出功率的一小部分。由此看来，对于发射功率的测量非常重要。具体的测量工作十分复杂，因为FCC规范的15.231部分规定了距离发射器3米处的场强(V/m)限制。另外，接收天线的放置以及测量中使用的接收单元都会影响辐射功率的测量。 本文将解释辐射功率与场强以及测量接收器的关系。表格中给出了260MHz至470MHz频段的FCC场强要求与辐射功率的对应关系，并给出了接收机测量的典型参数。通过上述关系可以了解一些转换因数，用户能够确定对接收器的测量结果是否表明发射器已接近其辐射功率的限制。 场强与辐射功率的关系 天线发射功率向四周(球形)扩展，如果天线具有方向性，功率沿着传播方向的变化符合其增益G(Θ, Φ), (Θ, Φ)表达式，在半径为R的球体上的任意一点，以瓦/平方米为单位的功率密度(PD)由式1给出： 这个等式简单地表示为发射功率除以半径为R的球面面积。增
益符号，GT，没有角度变化。因为在260MHz至470MHz ISM 频段使用的绝大多数天线与工作波长相比非常小，其模板不会随方向急剧变化。因为天线是效率很低的辐射体，增益非常小，基于这种原因，PT和GT相乘用来表示发射器和天线结合后的等效全向辐射功率(EIRP)。EIRP表示可以从理想的全向天线发射的功率。 距离发射器R处的功率密度同样可以表示为辐射信号场强E的平方除以η0表示的自由空间的阻抗(式2)，η0的大小为120πΩ，或377Ω。 从上述两个等式可以得出EIRP，PTGT与场强E的关系，以 V/m为单位。 重新整理式3，用场强形式表示EIRP： 在FCC要求的3米距离处，这个关系为： 假设FCC对315MHz的平均场强限制是6mV/m，利用式5，可以得到平均辐射功率的限制为10.8μW，或-19.7dBm。从场强到EIRP的转换更加复杂，因为有些文档用对数或dB形式表示场强。在上面的例子中，场强大小6mV/m可以表示为15.6dBmV/m 或75.6dBμV/m。另外，FCC的辐射限制在260MHz到470MHz 的频带范围内随频率而变化，这种变化意味着对于每种频率，都需要按照FCC要求计算出场强大小，然后从一种计量单位转换到另一种。FCC规范的15.231部分规定260MHz的场强限制为3750μV/m，在470MHz处线性增加到12500μV/m。按照式1
无线发射功率与收灵敏度
无线发射功率与收灵敏度 发射功率与增益 无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。 Tx是发射（ Transmits ）的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准： 功率（W ）－相对 1 瓦（Watts ）的线性水准。例如，WiFi 无线网卡的发射功率通常为0.036W ，或者说36mW 。 增益（dBm ）－相对 1 毫瓦（milliwatt ）的比例水准。例如WiFi 无线网卡的发射增益为15.56dBm 。 两种表达方式可以互相转换： dBm = 10 x log[ 功率mW] mW = 10 [ 增益dBm / 10 dBm] 在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。天线增益的度量单位为“ dBi ”。 由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（dB ），例如，发射设备的功率为100mW ，或20dBm ；天线的增益为10dBi ，则： 发射总能量＝发射功率（dBm ）＋天线增益（dBi ） ＝20dBm ＋10dBi ＝30dBm 或者：＝1000mW ＝1W 在“小功率”系统中（例如无线局域网络设备）每个dB 都非常重要，特别要记住“ 3 dB 法则”。 每增加或降低3 dB ，意味着增加一倍或降低一半的功率： -3 dB = 1/2 功率 -6 dB = 1/4 功率 +3 dB = 2x 功率 +6 dB = 4x 功率 例如，100mW 的无线发射功率为20dBm ，而50mW 的无线发射功率为17dBm ，而200mW 的发射功率为23dBm 。 接收灵敏度 Rx是接收（Receive）的简称。无线电波的传输是“有去无回”的，当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限。 接收灵敏度仍然用dBm 表示，通常ZIGBEE 无线网络设备所标识的接收灵敏度（如-94dBm) ，是指误码率（Bit Error Rate ）为10 -5 (99.999%) 的灵敏度水平。 无线网络的接收灵敏度非常重要，例如，发射端的发射能量为100mW 或20dBm 时，如果250K 速率下接收灵敏度为－83dBm ，理论上传输的无遮挡视距为15Km ，而接收灵敏度为－77dBm 时，理论上传输的无遮挡视距仅为15Km 的一半（7.5Km ），或者相当于发射端能量减少了1/4 ，既相当
热辐射计算公式
传热学课程自学辅导资料 （热动专业） 二○○八年十月
传热学课程自学进度表 教材：《传热学》教材编者：杨世铭陶文铨出版社：高教出版时间：2006 1
注：期中（第10周左右）将前半部分测验作业寄给班主任，期末面授时将后半部分测验作业直接交给任课教师。总成绩中，作业占15分。 2
传热学课程自学指导书 第一章绪论 一、本章的核心、重点及前后联系 （一）本章的核心 1、导热、对流、辐射的基本概念。 2、传热过程传热量的计算。 （二）本章重点 1、导热、对流、辐射的基本概念。 2、传热过程传热量的计算。 （三）本章前后联系 简要介绍了热量传递的三种基本方式和传热过程 二、本章的基本概念、难点及学习方法指导 （一）本章的基本概念 1、热传导 导热（Heat Conduction）：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为导热。 特点：从宏观的现象看，是因物体直接接触，能量从高温部分传递到低温部分，中间没有明显的物质迁移。 从微观角度分析物体的导热机理： 气体：气体分子不规则运动时相互碰撞的结果。 导电固体：自由电子不规则运动相互碰撞的结果，自由电子的运动对其导热起主导作用。 非导电固体：通过晶格结构振动所产生的弹性波来实现热量传递，即院子、分子在其平衡位置振动。 液体：第一种观点类似于气体，只是复杂些，因液体分子的间距较近，分子间的作用力对碰撞的影响比气体大；第二种观点类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动，原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。 热流量：单位时间传递的热量称为热流量，用Ф表示，单位为W。 3
EMI辐射发射测试
辐射发射测试 辐射发射（Radiated Emission）测试，是测量EUT通过空间传播的辐射骚扰场强。可以分为磁场辐射、电场辐射，前者针对灯具和电磁炉，后者则应用普遍。另外，家电和电动工具、AV产品的辅助设备有功率辐射的要求（称为骚扰功率）。 1. 辐射发射测试标准: a) 电场辐射：CISPR22，CISPR13，CISPR11，CISPR14-1，CISPR15（特定类别的玩具）； b) 磁场辐射：CISPR15（工作电流频率超过100Hz的灯具），CISPR11（电磁炉）； c) 骚扰功率：CISPR14-1（工作频率不超过9kHz的一部分设备除外），CISPR13（只对辅助设备）。 2. 辐射发射测试方法 1) 辐射发射测试仪器和设备： a) 电场辐射：接收机（1G以下）、频谱仪（1G以上）、电波暗室、天线（1G以下一般用双 锥和对数周期的组合或用宽带复合天线，1G以上喇叭天线）； b) 磁场辐射：接收机、三环天线或单小环远天线； c) 骚扰功率：接收机、功率吸收钳。 接收机遵循CISPR16-1-1的要求，天线、场地遵循CISPR16-1-4的要求，吸收钳遵循CISPR16-1-3的要求。 2) 辐射发射测试测试布置： a)电场辐射：也是分台式与落地式，与传导发射相同（因为辐射发射结果与产品布置的关系 尤为密切，因此需要严格按照标准布置包括产品、辅助设备、所有电缆在内的受试样品）； b)磁场辐射：不同尺寸的三环天线对能够测试的EUT最大尺寸是有限制的，以2m直径的环形三环天线为例，长度小于1.6m的EUT能够放在三环天线中心测试；在CISPR11中，超过1.6m的电磁炉用0.6m直径的单环远天线在3m外测量，最低高度1m； c)骚扰功率：分台式与落地式，台式设备放在0.8m的非金属桌子上，离其他金属物体至少0.8m（通常是屏蔽室的金属内墙，这个距离要求在CISPR14-1中是至少0.4m）；落地式设备放在0.1m的非金属支撑上；被测线缆（LUT）布置在高0.8m、长6m的功率吸收钳导轨上，吸收钳套在线缆上，电流互感器端朝向被测设备。如果被测设备有其他线缆，在不影响功能的情况下能断开的断开，不能断开的用铁氧体吸收钳隔离。 3) 辐射发射测试频段：电场辐射一般是30MHz-1GHz（有些产品需要测超过1G，根据具体标准的规定），磁场9kHz-30MHz，骚扰功率30-300MHz。 4) 辐射发射测试限值：随不同标准，场地是3m、10m或其他尺寸，不同的产品分类（Group 1/2, Class A/B）而限值不同。 5) 辐射发射测试过程： a)30MHz-1GHz电场辐射：在半电波暗室中进行，EUT随转台360度转动，天线在1-4m高度 上下升降，寻找辐射最大值。结果用QP值表示。垂直、水平两种天线极化方向都测。 b)大于1G的电场辐射：工作频率超过108MHz的ITE设备、超过400MHz的ISM设备需要测试，是在3m场地，使用频谱仪测。ITE设备测试方法基本同30MHz-1GHz，结果用Peak与AV值表示。ISM的产品有点不同，需要在全电波暗室中测，天线同产品同高度，不升降，转台仍然转动以寻找辐射最大值； c)替代法：采用ERP（有效发射功率）来代替，再换算成场强数值。这个在RF测试中经常用到，常规EMC很少使用。替代法测试的目的是测试EUT的壳体辐射，需要拆除所有可拆卸电缆，不可拆卸的电缆上套铁氧体磁环。首先用天线A和接收机测量出EUT的最大骚扰值，然后用天线B替代EUT，调节信号发生器输出功率，直至测量接收机达到同样的值。记录替代天线B的输入端功率，即为EUT的壳体辐射功率。天线的选则根据测试频率来定； d)磁场辐射：采用三环天线的磁场辐射测试没啥好说的，样品放置在天线中心，X/Y/Z三个方向各测一组磁场辐射的结果。采用单小环天线时，天线垂直地面放置，最低部分高于地面1m，因为是近场测量，又考虑到了地面的反射，测量所得的值反映了EUT的水平和垂直的磁场分量； e)骚扰功率：对设备的所有长度超过25cm的电缆（也包括辅助设备的线缆）都需进行。因为在30-300MHz内不同频点的骚扰在被测线缆中呈驻波形式分布。因此在测量中需要沿导轨拉功率吸收钳以寻找每个终测频点骚扰功率最大的位置（大致在离设备半波长的距离处）。3. 辐射发射测试结果判定： 仍然是与限值线比较。低于PASS，高出FAIL。
1.6《电势差与电场强度的关系》教案
1.6电势差与电势强度的关系 教学三维目标 （一）知识与技能 1、理解匀强电场中电势差与电场强度的定性、定量关系．对于公式要知道推导过程． 2、能够熟练应用解决有关问题． （二）过程与方法 通过对匀强电场中电势差和电场强度的定性、定量关系的学习，培养学生的分析、解决问题的能力． （三）情感态度与价值观 从不同角度认识电场、分析寻找物理量之间的内在联系，培养学生对科学的探究精神，体会自然科学探究中的逻辑美． 教学重点与难点分析 前面几节的内容是研究描述电场的各个物理量，本节内容是研究电势差与电场强度的关系，注意电场强度是描述电场力的性质，电势是描述电场能的性质、电势差是跟电场力移动电荷做功相互联系（如下图），电场强度与电势差的关系、电场力与电势能的变化之间的关系，这两个关系之间的内部逻辑．教师在讲解时需要把握其内部联系． 教法建议 本节课是通过分析推理得出匀强电场的电势差与电场强度之间的关系的，教学中重视启发学生联想，分析物理量之间的关系，要使学生不仅知道结论，并会推导得出结论，在一定的条件下正确应用结论． 教学过程 电势差与电场强度关系 一、课题引入： 教师出示图片： 讲解：场强是跟电场对电荷的作用力相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的．那么场强与电势差有什么关系呢？我们以匀强电场场为例来研究． 问题1：如图所示匀强电场E中，正电荷q在电场力作用下从A点沿电场方向移动到B 点，已知A B两点之间的距离为d，分析电场强度E与电势差之间有什么关系？ AB间距离为d，电势差为，场强为E．把正电荷q从A点移到B时，电场力所做的功为．利用电势差和功的关系，这个功又可求得为，比较这两个式子，可得，即：这就是说，在匀强电场中，沿场强方向的两点间的电势场等于场强和这两点间距离的乘积．如果不是沿场强方向的呢？（学生可以进行讨论分析）
无线传输距离和发射功率以及频率的关系
无线传输距离和发射功率以及频率的关系 功率灵敏度（dBm dBmV dBuV） dBm=10log(Pout/1mW)，其中Pout是以mW为单位的功率值 dBmV=20log(Vout /1mV)，其中Vout是以mV为单位的电压值 dBuV=20log(Vout /1uV)，其中Vout是以uV为单位的电压值 换算关系： Pout＝Vout×Vout/R dBmV=10log(R/0.001)+dBm，R为负载阻抗 dBuV=60+dBmV 应用举例 无线通信距离的计算 这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法：所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。 通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。 [Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz) 式中Lfs为传输损耗，d为传输距离，频率的单位以MHz计算。 由上式可见，自由空间中电波传播损耗（亦称衰减）只与工作频率f和传播距离d有关，当f或d增大一倍时，［Lfs］将分别增加6dB. 下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗 Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz) Los 是传播损耗，单位为dB，d是距离，单位是Km，f是工作频率，单位是MHz 下面举例说明一个工作频率为433.92MHz，发射功率为＋10dBm(10mW)，接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离：
1. 由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBm Los = 115dB（10dBm-Los=-105dBm =>Los=115dB） 2. 由Los、f 计算得出d =30公里 （Solve[ 115==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x] {{x 30.945}}） 这是理想状况下的传输距离，实际的应用中是会低于该值，这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响，如大气、阻挡物、多径等造成的损耗，将上述损耗的参考值计入上式中，即可计算出近似通信距离。 假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB，可以计算得出通信距离为： d =1.7公里 （Solve[90==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x] {{x 1.74016}}） 结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍 无线传输距离测算 很多时候，需要预估自己的无线究竟能传输多远距离，来粗略评估产品是否能够达到实用的水平。下面大致给出无线在自由空间传播距离的计算公式。自由空间指天线周围附近为无限大真空环境，是理想的环境。无线电波在传播中，能量不会被其他物体吸收、反射、衍射。自由空间中无线通信距离与发射功率，接收灵敏度，工作频率有关。 自由空间无线电波传播的损耗为： Loss=32.44+20lgd+20lgf Loss—传播损耗，单位dB;d—距离，单位km;f—工作频率，单位MHz。 例如：工作频率在2.4GHz，发射功率为0dBm（1mw），接收灵敏度为-70dBm的蓝牙系统在自由空间的传播距离：
关于辐射的介绍材料.
自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能量的方式称为辐射。 1．“电磁辐射”的定义 一般地，电磁辐射（electromagnetic radiation）定义为能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。 电磁辐射发生在无线电的各个频段：有甚低频到甚高频的无线电波，还有频率更高的红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线及宇宙射线等等。电磁辐射衍生的能量大小，取决于无线电频率的高低，频率越高，能量越大。一般来说，电磁辐射可以分为“电离辐射”和“非电离辐射”两类。 波长在0.1微米以下的电磁波产生的辐射称为电离辐射。例如X 射线、γ射线和宇宙射线产生的能量，足以破坏人体组织结构的分子，甚至可以使原子和分子电离化。这种辐射也称为“电离辐射”。常见的人造电离辐射源主要有：医用设备(例如X光机)，核反应堆及其辅助设施，如铀矿以及核燃料厂。 波长在0.1微米以上的电磁波产生的辐射频率较低，能量较弱，远没达到将分子分解的能量，所以这类辐射也称为“非电离辐射”。如可见光作为电磁波的一种，波长从0.390微米到0.78微米（频率从384THz到769Thz）。红外线的波长为0.75到1000微米，能量比可见光略低，其辐射主要产生热能，家庭常用的红外暖风机、浴
霸等家用电器正是典型的利用红外线的热辐射现象取暖，功率往往在1、2千瓦以上。 无线通信基站的电磁波频率从几百MHz到2GHz，波长在几万微米以上，波长是红外线的几千倍，功率也只有几十瓦，是取暖器等家电的十几分之一。 2．我国几种3G制式对比 作为3G制式之一的TD-SCDMA系统，基站最大发射功率为24W，手机最大发射功率为0.25W，而WCDMA、CDMA2000两种制式的基站最大发射功率均为50W左右，手机最大发射在1W左右，从发射功率来说，TD-SCDMA是3G中最小的。 在发射机制上，TD-SCDMA是时分系统，所以发射是不连续的，相比WCDMA和CDMA2000系统的连续不断的发射，TD-SCDMA的发射时间只有1/3或更低。 同时，TD-SCDMA采用了智能天线、联合检测等技术手段。智能天线可以通过波束赋形，将适量的功率指向有业务的方向，其他方向上则几乎没有受到电磁波影响；联合检测则可以将相邻小区的信号作为有用信号进行处理，有效减少了对抗噪声所需要的功率（在WCDMA
辐射功率和场强测试
应用笔记3815 UHF ISM 波段发射器的辐射功率和场强测试 Oct 23, 2007 摘要：工作在工业、科学及医疗(ISM)波段，频率范围为260MHz 至470MHz 的近距离无线通信已广泛用于遥控无钥匙门禁系统(RKE)、家庭安防和遥控装置。无线发射器的一个关键参数是通过天线发射的功率，该功率必须足够大，以保证发射到接收链路的可靠性，但是，这个功率还必须限制在FCC 规范15.231部分规定的辐射功率以内。本文讨论了在260MHz 到470MHz 频率范围内，FCC 规范对场强的要求和接收机测试的典型指标，表格中列出了现场测试的数据。 概述 通常，工作在260MHz 至470MHz 工业、科学和医疗频段(ISM )的发射天线都非常小，只能辐射发射机功率放大器输出功率的一小部分。由此看来，对于发射功率的测量非常重要。具体的测量工作十分复杂，因为FCC 规范的15.231部分规定了距离发射器3米处的场强(V/m)限制。另外，接收天线的放置以及测量中使用的接收单元都会影响辐射功率的测量。 本文将解释辐射功率与场强以及测量接收器的关系。表格中给出了260MHz 至470MHz 频段的FCC 场强要求与辐射功率的对应关系，并给出了接收机测量的典型参数。通过上述关系可以了解一些转换因数，用户能够确定对接收器的测量结果是否表明发射器已接近其辐射功率的限制。 场强与辐射功率的关系 天线发射功率向四周(球形)扩展，如果天线具有方向性，功率沿着传播方向的变化符合其增益G(Θ, Φ)。表达式，在半径为R 的球体上的任意一点，以瓦/平方米为单位的功率密度(PD)由式1 给出： 这个等式简单地表示为发射功率除以半径为R 的球面面积。增益符号，GT ，没有角度变化。因为在260MHz 至470MHz ISM 频段使用的绝大多数天线与工作波长相比非常小，其模板不会随方向急剧变化。因为天线是效率很低的辐射体，增益非常小，基于这种原因，PT 和GT 相乘用来表示发射器和天线结合后的等效全向辐射功率(EIRP)。EIRP 表示可以从理想的全向天线发射的功率。 距离发射器R 处的功率密度同样可以表示为辐射信号场强E 的平方除以η0表示的自由空间的阻抗(式2)，η0的大小为120πΩ，或377Ω。 从上述两个等式可以得出EIRP ，PTGT 与场强E 的关系，以V/m 为单位。 重新整理式3，用场强形式表示EIRP ： 在FCC 要求的3 米距离处，这个关系为： 假设FCC 对315MHz 的平均场强限制是6mV/m ，利用式5，可以得到平均辐射功率的限制为10.8μW ，UHF ISM 波段发射器的辐射功率和场强测试-Maxim 2012年1月13日11:00
电磁辐射照射的场强单位及其换算
电磁辐射照射的场强单位及其换算 电磁干扰场强单位及其换算，是广大电磁兼容工作者经常遇到的、关切的问题之一。 电磁干扰场强既有电场强度、磁场强度和功率通量密度等基本单位，又有分贝制导出。在某些情况下，单位之间还可相互换算。本文将就这些单位的使用及换算作一简要的介绍。 一、电磁干扰场强的基本单位 高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位：电场强度V/m、磁场强度A/m 和功率通量密度W/m2。 在测量电场时，若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时，则用V/m单位表示之。所测干扰场强小于1V/m时，可用m V /m、μV/m单位。 当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场，且仪器的表头刻度按磁场强度单位A/m刻度时，则可用A/m、mA /m、μA/m单位表示之。 当电磁场频率高至微波段时，由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难；或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便，所以可采用功率通量密度测量。功率通量密度的单位为W/ m2。国外生产的全向宽带场强仪、辐射险计，因其工频率范围极宽，从260KHZ~26GHZ、，故测试电路中实现|E|2、|H|2较为方便。因此，大多采用功率通量密度测量，并以mW /Cm2为表头刻单位。强场仪测得的功率通量密度是Poyn-ting向量模的时间平均值，亦代表电磁场的强度。它的单位W/m2和电场强度单位V /m、磁场强度单位A/m同为电磁干扰场强的基本单位。它们的地位是等同的。 二、电磁干扰场强单位间的相互换算 在一般情况下，V/m、A/m和mW /Cm之间不能相互换算。只有在被测场为平面波情况下，三者间才能相互换算。否则，只能“等效换算”。 何谓平面波？凡远离发射天线，在自由空间中传播的电磁波，皆为平面波。 根据电磁场理论，在平面波情况下，S=ZoH2=E2/Zo 在自由空间中，Z=120π≈376.7Ω，代入上式后可得：E单位为V/m2，S 单位为mW /C m2。
发射功率与增益详解
发射功率与增益详解 2011-09-28 15:31:48| 分类：TEC-Hardware|举报|字号订阅 本文转载自jason《发射功率与增益详解》 无线电发射机输出的射频信号，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接收下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。因此在无线网络的工程中，计算发射装置的发射功率与天线的辐射能力非常重要。 Tx是发射（Transmits）的简称。无线电波的发射功率是指在给定频段范围内的能量，通常有两种衡量或测量标准： 功率（W）－相对1瓦（Watts）的线性水准。 增益（dBm）－相对1毫瓦（Milliwatt）的比例水准。 两种表达方式可以互相转换： dBm = 10 x log[ 功率mW] mW = 10 [ 增益dBm / 10 dBm] 在无线系统中，天线被用来把电流波转换成电磁波，在转换过程中还可以对发射和接收的信号进行“放大”，这种能量放大的度量成为“增益（Gain）”。天线增益的度量单位为“dBi”。 由于无线系统中的电磁波能量是由发射设备的发射能量和天线的放大叠加作用产生，因此度量发射能量最好同一度量－增益（dB），例如，发射设备的功率为100mW ，或20dBm；天线的增益为10dBi，则： 发射总能量＝发射功率（dBm）＋天线增益（dBi） ＝20dBm ＋10dBi ＝30dBm
或者：＝1000mW ＝1W 在“小功率”系统中每个dB都非常重要，特别要记住“3dB法则”。 每增加或降低3dB，意味着增加一倍或降低一半的功率： -3 dB = 1/2 功率 -6 dB = 1/4 功率 +3 dB = 2x 功率 +6 dB = 4x 功率 例如，100mW的无线发射功率为20dBm，而50mW的无线发射功率为17dBm，而200mW的发射功率为23dBm。 0dbm=0.001w 左边加10=右边乘10 所以0+10DBM=0.001*10W 即10DBM=0.01W 故得20DBM=0.1W 30DBM=1W 40DBM=10W 还有左边加3=右边乘2，如40+3DBM=10*2W，即43DBM=20W 例如机器20W 在400MHZ频率上使用30米50-7（物理发泡低损耗电缆）到天线上还剩下多少增益 20W=43DB 30米50-7损耗一米小于0.09 按照最大值0.09*30=2.7DB 43DB-2.7DB=40.3DB 天线增益16DBi+40.3DB=56.3DB
FLUENT中五种辐射模型的详细计算对比
图中一个边长为L=1m的正方形箱体，右墙温度2000K，左墙温度1000K，上下墙绝热，重力向下，由于热重力引起密度梯度所以发展为浮力流。箱体中的介质被认为是具有吸收性和散射性的，因此墙壁间的辐射交换因存在吸收而减弱，同时因存在介质散射而增强。 自然对流分为三步进行，有两种设置方法。第一步：设置工作条件（工作压力101325Pa、勾选重力加速度-6.9e-5（负号表示方向沿Y轴向下）、工作温度T f=(1000+2000)/2=1500K）。第二步：对材料密度进行选择时有两种情况（1）选择idea-gas为理想气体模型，其密度满足理想气体状态方程，标准状态下P0=101325Pa、T0=15℃时，密度为理想气体标准密度为1.225kg/m3（2）选择Boussinesq为非理想气体，需要根据实际气体设置密度。第三部：设置自然对流其它参数，比热C p=11030J/kg/K，热导率15.309W/m/K，粘度10-3m/s2，热膨胀系数1e-5K-1，吸收系数0、0.2、5m-1，散射系数目前不考虑。 一、网格划分 建立边长为1的正方形，对面和边线进行命名。全局面网格设置最大网格尺寸为0.2，表示网格最大边长为0.2，设置网格类型为四边形网格。设置线网格尺寸时有三种类型，普通、动态、复制，生成规律则有很多种（BiGometric、Uniform、Geometric1、Geometric2等），这些生成规律涉及到线上起始点与终止点的关系，所以在由点生成线时，相互平行的线，生成应当方向一致（从上到下或从左到右），在生成线网格时的方向才会相同。这里我们选用动态类型，生成规律为Biometric，每条边上节点数为50个，比例为1.2。
辐射发射(RE)测试
辐射发射(RE) 1.辐射发射(RE)测试概述 辐射发射（Radiated Emission）测试是测量EUT通过空间传播的辐射骚扰场强。可以分为磁场辐射、电场辐射，前者针对灯具和电磁炉，后者则应用普遍。另外，家电和电动工具、AV产品的辅助设备有功率辐射发射的要求（称为骚扰功率）。 2. 辐射发射(RE)测试标准: a) 电场辐射：CISPR22/EN55022(信息技术产品），CISPR13/EN55013（音频类产品），CISPR11/EN55011（工科医），CISPR14-1，CISPR15/EN55015（灯具）； b) 磁场辐射：CISPR15（工作电流频率超过100Hz的灯具），CISPR11（电磁炉）； c) 骚扰功率：CISPR14-1（工作频率不超过9kHz的一部分设备除外），CISPR13（只对辅助设备）。 3. 辐射发射(RE)测试方法： 1) 辐射发射测试仪器和设备： a) 电场辐射：接收机（1G以下）、频谱仪（1G以上）、电波暗室、天线（1G以下一般用双 锥和对数周期的组合或用宽带复合天线，1G以上喇叭天线）； b) 磁场辐射：接收机、三环天线或单小环远天线； c) 骚扰功率：接收机、功率吸收钳。 接收机遵循CISPR16-1-1的要求，天线、场地遵循CISPR16-1-4的要求，吸收钳遵循CISPR16-1-3的要求。 2) 辐射发射测试场地布置：
b)磁场辐射：不同尺寸的三环天线对能够测试的EUT最大尺寸是有限制的，以2m直径的环形三环天线为例，长度小于1.6m的EUT能够放在三环天线中心测试；在CISPR11中，超过1.6m的电磁炉用0.6m直径的单环远天线在3m外测量，最低高度1m； c)骚扰功率：分台式与落地式，台式设备放在0.8m的非金属桌子上，离其他金属物体至少0.8m（通常是屏蔽室的金属墙，这个距离要求在CISPR14-1中是至少0.4m）；落地式设备放在0.1m的非金属支撑上；被测线缆（LUT）布置在高0.8m、长6m的功率吸收钳导轨上，吸收钳套在线缆上，电流互感器端朝向被测设备。如果被测设备有其他线缆，在不影响功能的情况下能断开的断开，不能断开的用铁氧体吸收钳隔离。 3) 辐射发射测试频段：电场辐射一般是30MHz-1GHz（有些产品需要测超过1G，根据具体标准的规定），磁场9kHz-30MHz，骚扰功率30-300MHz。 4) 辐射发射测试限值：随不同标准，场地是3m、10m或其他尺寸，不同的产品分类 （Group 1/2, Class A/B）而限值不同。 5) 辐射发射测试过程： a)30MHz-1GHz电场辐射：在半电波暗室中进行，EUT随转台360度转动，天线在1-4m高度 上下升降，寻找辐射最大值。结果用QP值表示。垂直、水平两种天线极化方向都测。 b)大于1G的电场辐射：工作频率超过108MHz的ITE设备（信息技术类设备）、超过400MHz的ISM 设备（工科医类设备）需要测试，是在3m场地，使用频谱仪测。ITE设备测试方法基本同30MHz-1GHz，结果用Peak与AV值表示。ISM的产品有点不同，需要在全电波暗室中测，天线同产品同高度，不升降，转台仍然转动以寻找辐射最大值； c)替代法：采用ERP（有效发射功率）来代替，再换算成场强数值。这个在RF（射频）测试中经常用到，常规EMC很少使用。替代法测试的目的是测试EUT的壳体辐射，需要拆除所有可拆卸电缆，不可拆卸的电缆上套铁氧体磁环。首先用天线A和接收机测量出EUT的最大骚扰值，然后用天线B替代EUT，调节信号发生器输出功率，直至测量接收机达到同样的值。记录替代天线B的输入端功率，即为EUT的壳体辐射功率。天线的选则根据测试频率来定； d)磁场辐射：采用三环天线的磁场辐射测试没啥好说的，样品放置在天线中心，X/Y/Z三个方向各测一组磁场辐射的结果。采用单小环天线时，天线垂直地面放置，最低部分高于地面1m，因为是近场测量，又考虑到了地面的反射，测量所得的值反映了EUT的水平和垂直的磁场分量； e)骚扰功率：对设备的所有长度超过25cm的电缆（也包括辅助设备的线缆）都需进行。因为在 30-300MHz不同频点的骚扰在被测线缆中呈驻波形式分布。因此在测量中需要沿导轨拉功率吸收钳以寻找每个终测频点骚扰功率最大的位置（大致在离设备半波长的距离处）。 4. 辐射发射（RE）测试结果判定： 检波测量仪测量值与限值线比较。低于PASS，高出FAIL。 5. 辐射发射（RE）测试注意事项： 测试布置仍然是测试最需要的环节。另外，因为是高频测试，场地、设备等都是很重要的会影响最终结果的因素。 6. 辐射发射（RE）测试围： 30MHz-18.5GHz
功率和dB的关系很详细
功率和dB的关系应该如下： 1.dB的引入是为了把乘除关系变换为加减，便于工程中的运算。 2.[dB] = 10lg(输出功率W/输入功率W)。如：输入功率为1W而输出功率为1000W，则系统的增益为10lg(1000/1)=30dB。 3.通信中为了表示一个输出功率的绝对值，则引入了dBm。dBm表示相对于1mW 输入功率的系统增益。如果系统的输出功率为1W，换算为dBm则为： 1W=10lg(1W/1mW) = 10lg(1000) = 30 dBm. 一句话dB与W不可以换算，但是dB = 10lg(输出功率W/输入功率W)。如：输入功率为1W而输出功率为10000W，则系统的增益为10lg(10000/1)=40dB。 dB是一个纯计数单位，在工程中有不同的定义方式（仅仅是看上去不同）。对于功率，dB = 10*log()。对于电压或电流，dB = 20*log()。 dB的意义其实再简单不过了，就是把一个很大（后面跟一长串0的）或者很小（前面有一长串0的）的数比较简短地表示出来。如（此处以功率为例）： 100000 = 10*log(10^5) = 50 dB 0.000000000000001 = 10*log(10^-15) = -150 dB dBm定义的是miliwatt。0 dBm = 10log(1) mW = 1 mW； dBw定义watt。0 dBw = 10log1 W = 10*log(1000) mw = 30 dBm。 dB在缺省情况下总是定义功率单位，以10*log 为计。当然某些情况下可以用信号强度（Amplitude）来描述功和功率，这时候就用20log 为计。不管是控制领域还是信号处理领域都是这样。比如有时候大家可以看到dBmV 的表达。
太阳能辐射计算公式
一、中国太阳能直接辐射的计算方法 ()1bS a Q S +='（1） () 211111S c S b a Q S ++='（2）⊙ ()n c S b a Q S 2122++='（3） S ′为直接辐射平均月（年）总量；Q 为计算直接辐射的起始数据，可采用天文总辐射S 0，理想大气总辐射，Q i ,晴天总辐射Q 0来表示。a ，b ，a 1，b 1，c 1，a 2，b 2，c 2为系数。n 为云量。S 1为日照百分率。 相关系数的计算公式： ()() ()() ()()∑∑∑∑∑∑∑∑∑=========?? ? ??-?? ? ??--= ----= n i n i i i n i n i i i n i n i n i i i i i n i i i n i i i y y n x x n y x y x n y y x x y y x x r 12 12 12 121 1 1 1 2 21 考虑到大气透明度，则有 ()()n c S b a P P P Q n c S b a P P P Q S i m i 2122cos cos sin sin 1 2122++=++='+海 年海 年δ ?δ?（4） 其中m 为大气质量： δ ?δ?cos cos sin sin 1 sinh 1+== Θm 其中，φ为测站的纬度；δ为赤纬角，取每月15日的赤纬值作为月平均值；时角ω统一取中午12时，则ω=0，cosω=1；年P 为测站的年平均气压，P 海为海平面气压，P 海=1013.25mp ，海年P P 为对大气质量进行的高度订正。 对于a 2的计算： 当测站的海拔H≥3000m 时，a 2=0.456； 当H≤3000m 是，若年平均绝对湿度E ≤10.0mb ，则 F a ?-=00284.0688.02 否则F a ?-=01826.07023.02，其中F 为测站沙尘暴日数与浮尘日数之和。 对于（4）式中，系数之间的关系式为 { 011.1039.02222=+-=+b a c a
天线增益的计算及单位转换
天线增益的计算及单位转换 增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 可以这样来理解增益的物理含义 ------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要 100W 的输入功率，而用增益为 G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100 / 20 = 5W 。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。 半波对称振子的增益为 G=2.15dBi。4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为 G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源 )。 如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是 dBd 。 半波对称振子的增益为 G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为 1 ，取对数得零值。）垂直四元阵，其增益约为 G=8.15 – 2.15=6dBd 。 天线增益的若干计算公式 1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益： G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）} 式中， 2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度； 32000 是统计出来的经验数据。 2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益： G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2} 式中， D 为抛物面直径； λ0为中心工作波长； 4.5 是统计出来的经验数据。 3）对于直立全向天线，有近似计算式 G（dBi）=10Lg{2L/λ0} 式中， L 为天线长度； λ0 为中心工作波长； 关于天线的db, dBi，dBd等单位 有些朋友往往比较容易混淆这些单位，dB取的都是以对数值为基础的。