ERP in radio begrijpen: Definitie, wettelijke limieten en belangrijke beïnvloedende factoren

ERP wordt voornamelijk toegepast op systemen waar een externe antenne wordt gebruikt op intercoms, IFBs of IEMs. Bijvoorbeeld, de FCC gebruikt deze ERP-gegevens om te weten of een systeem legaal of illegaal werkt. ERP helpt u ook te begrijpen hoe radiogolven in de ruimte projecteren. De maximale ERP voor FM-uitzenddiensten in de VS is 100.000 watt voor FM-zone II. Het is 50.000 watt voor dichtbevolkte zones. De exacte beperking hangt echter af van de licentieklasse en de HAAT (antennehoogte boven gemiddeld terrein). Hier bespreken we de ERP radio en zijn relatie tot signaalsterkte en zenderuitgangsvermogen.

ERP Definities

In alle elektromagnetische transmissiesystemen is effectief gestraalde vermogen (ERP) een theoretische meeteenheid van radiofrequentie-energie in SI-eenheid watt. Voornamelijk gaan deze systemen over telecom. U kunt het berekenen door systeemgewinnen toe te voegen en systeemverliezen af te trekken.

ERP betekent effectief gestraalde vermogen / equivalent gestraalde vermogen. Volgens de IEEE-definitie is ERP het gerichte radiofrequentievermogen dat een radiozender uitzendt. Met andere woorden, het vermogen dat door een half-golflengte dipolantenne wordt uitgezonden, zou de stralingsintensiteit hetzelfde geven als die van een echte bronantenne op een afstandsontvanger in de richting van de krachtigste bundel van de antenne.

Bij ERP meet u de zenderuitgangsvermogen en de capaciteit van de antenne om dat vermogen in een bepaalde richting te richten. Het is het product van de invoervermogen van de antenne en de antenneversterking in een gegeven richting. Als de richting niet gespecificeerd is, kunt u de richting van de maximale versterking nemen. In de uitzendindustrie helpt ERP om de benadering te berekenen. het vermogen dat de luisteraars van een uitzendstation ervaren in het ontvangstgebied.

Er is een alternatieve parameter om hetzelfde te meten. Het is effectief isotroop gestraalde vermogen of EIRP. Er is slechts één verschil tussen ERP en EIRP. U vergelijkt de echte antenne met de half-golflengte dipolantenne in ERP, terwijl u in EIRP de theoretische isotrope antenne half-golflengte dipol vergelijkt. Nu, aangezien de winst van de half-golflengte dipolantenne 1,64 is ten opzichte van een isotrope straler, dus

EIRP(W) = 1,64 * ERP(W)

Afbeelding: radiostation

Relatie tot zenderuitgangsvermogen

Laten we het effect van zenderuitgangsvermogen op ERP begrijpen.

Volgens de wet hebben ongelicenseerde ultra-hoogfrequente microfoonsystemen en In-ear monitor-zenderuitgang een uitgangslimiet van 50 mW. In de signaalketen is de zenduitgang de eerste stap. Vervolgens passeert het signaal verschillende fysieke apparaten en interfaces. Deze omvatten kabels, versterkers, connectors en antennes. Al deze apparaten beïnvloeden het elektromagnetische vermogen dat in de ruimte straalt.

Dus, als u ERP berekent, is het

ERP = maximaal zenderuitgangsvermogen + antenneversterking – demping – verliezen door kabelruns en connectors

Er is schakeling en versterkers in de zender. Deze componenten duwen het signaal naar een uitgangsverbinding. Als een IEM-zender werkt op 50 mW en geen antenne heeft, zou de uitgang ongeveer 50 mW zijn. Wanneer het signaal door een coaxiale kabel gaat, zwakt het het signaal. De hoeveelheid kabelverlies in een signaal hangt van drie factoren af, namelijk:

• Eerst, de zendfrequentie
• Tweede, de lengte of voeten van de kabel
• Laatst, de coax van de kabel

U kunt al deze variabelen voorspellen. Vervolgens kunt u het verlies door connectors minimaliseren door alles heel strak te draaien. U kunt echter een licht verlies niet voorkomen.

Het effect van de antenne op ERP hangt af van de antenneversterking. De antenne is als een lens die de energie van de zender op een smal veld focust. Daarom versterkt de ERP naarmate het door de ruimte reist. Antennes met hoge winst neigen ertoe ERP te verhogen omdat ze werken als teleobjectieven. Aan de andere kant creëren lage winst antennes geen toename in ERP.

Het effect van de antenne op ERP is tamelijk dramatisch.

Laten we dit begrijpen met een voorbeeld. Als u een 9dBd CP bundel in een IEM-zender van 50 mW uitgang steekt, zult u een drastische verandering in ERP zien. De ERP zal ongeveer 390 mW vermogen zijn dat door de lucht vliegt als een geconcentreerde bundel radiogolven. Echter, verbinding en kabels zwakken het signaal een beetje.

Afbeelding: Audiogolven en microfoons

Volgens de FCC-regels, deel 74, kunnen zowel ongelicenseerde als gelicenseerde gebruikers antennes van passende winst gebruiken met de zenders in het ultra-hoogfrequentieband (470-698 MHz). Er zijn geen regels voor ERP-emissie tot en tenzij de antenne-invoervermogen van gelicenseerde niet 250 mW overschrijdt, en die van ongelicenseerde niet 50 mW mag overschrijden. Echter, als u een configuratie gebruikt die interfereert met gelicenseerde diensten, kunt u in de fout zijn.

Voor het 2,4 GHz band is de bovengrens van uitgangsvermogen 1 watt, en ERP is 4 watt. Wees dus voorzichtig wanneer u hoge-winst antennes aan 2,4 GHz zenders bevestigt.

Relatie tot signaalsterkte

Afbeelding: een set vector geluidgolven

Als het signaal in de zichtslijn reist, d.w.z. zonder multipath, kunt u de signaalsterkte S van het radiosignaal berekenen uit de EIRP of ERP. Deze signaalsterkte zal van de hoofdlobas zijn op een afstand r van de antenne. De signaalsterkte wordt ook aangeduid als de stroomdichtheid in watt per m². Nu, aangezien de isotrope antenne gelijke stroomdichtheid uitstraalt over een antennesfeer, dan

S(r) = EIRP / oppervlakte van de sfeer

Hier, EIRP = ERP * 1,64

Het signaal zwakt als radiogolven door de grond reizen, zoals indirecte paden of hemelgolven in middengolfe of langgolfe uitzending. Het zwakker worden van het signaal hangt af van het terrein waar het doorheen gaat. Als resultaat wordt de bovenstaande formule ongeldig.

Conclusie

Om herhalingssystemen te vestigen, hebt u ERP nodig. Het weten van de effectieve stralervermogen van een antenne helpt u het dekkinggebied van de herhaling te beheren. Als u hulp nodig heeft bij het installeren van microfoonsystemen of zenders, aarzel niet om ons te contacteren. We leveren ook hoogwaardige kabelassemblages om uw plan te ondersteunen.