[科普中国]-有效辐射功率

定义

ERP，EffectiveRadiatedPower，有效辐射功率，无线通信名词，单位为瓦（watt）。有效辐射功率 (effective radiated power )。无线电发射机供给天线的功率和在给定方向上该天线相对于半波偶极振子的增益的乘积。

ERP=读写器功率×天线增益;功率不是一概而论的，有ERP。EIRP 、天线输出口平均功率、峰值功率等等;读卡器的功率是不变的，但是天线增益高可以提高场强密度，提高辐射距离。实际上用有效发射功率ERP代替EIRP来表示同半波耦极子天线相比的最大发射功率。

注：耦极子天线具有1.64的增益（2.15dB），因此，ERP比EIRP低2.15dB

基本概念**EIRP：**等效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power) ，为无线电发射机供给天线的功率与在给定方向上天线绝对增益的乘积。各方向具有相同单位增益的理想全向天线，通常作为无线通信系统的参考天线。EIRP定义为：

它表示同全向天线相比，可由发射机获得的在最大天线增益方向上的 发射功率。Pt表示发射机的发射功率，Gt表示发射天线的天线增益。在无线通信工程中，通常用来衡量干扰的强度，以及发射机发射强信号的能力。

**dBm:**是一个考征功率绝对值的值,计算公式为：10lgP(功率值/1mw)，例如如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。

**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。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）。0dBd=2.15dBi。 GSM900天线增益可以为13dBd（15dBi），GSM1800天线增益可以为15dBd（17dBi）。2

测试方法有效辐射功率主要有三种测试方法：直接计算法、理想场地换算法、替代法。三种方法各有利弊，适用情况也有区别。

直接计算法根据 ERP 或 EIRP 的定义，用天线端口的直量功率加上天线增益，再减去电缆损耗（用 dB 表示时）：

其中，PT：表示天线端口的直量功率；GT：表示天线增益；LC：表示电缆损耗。

理想场地换算法首先测试场强 E，然后按以下公式将场强换算成 ERP 或EIRP：

其中PT即发射功率，即包含天线增益和电缆损耗的 ERP或 EIRP。将上述公式用 dB 表示：

当测试距离 R=3m 时：

替代法分两步：首先，被测产品（Transmitter under test）放置在测试桌上，分别测试水平极化和垂直极化方向的电平。假设测试频率为 f，测试过程中需要旋转测试桌，升降接收天线，以便找到最大发射位置。记录频谱仪的读数 V0；第二步，将被测产品换成信号发生器和替代天线。关于替代天线的要求，频率 1GHz 以下，采用半波偶极子天线。1G 以上频率是，采用喇叭天线。半波偶极子天线实际使用中，天线长度略小于谐振频率波长的一半，约为 0.48 倍。当频率小于 80MHz 时，半波偶极子天线的长度过长，无法进行垂直极化的测试，同时天线长度与测试距离（比如 3m）很接近，会带来较大的误差。所以，实际测试中，对于 80MHz 以下的频率，采用缩短的偶极子天线，即都用 80MHz 时的半波偶极子，长度为 1.785m。当采用缩短的偶极子天线时，天线增益就不再0dBi，需要进行修正。测试过程中，先旋转测试桌，升降接收天线，以便找到最大发射位置。然后固定测试桌的角度和接收天线的高度，调节信号发生器的输出幅度，直到频谱仪的读数与第一步的读数 V0一致。记录此时的信号发生器的输出读数 P0，单位一般用 dBm。用以下公式（用 dB 表示）来计算有效辐射功率：
其中，GT为替代天线的天线增益，LC为从信号发生器到替代天线的电缆的插入损耗。

三种测试的比较及适用情况直接计算法是按照有效辐射功率的定义来进行计算的，测试准确度和可重复性高，适用于所有的情况。需要注意其准确度受到的天线增益准确度的影响；理想场地换算法是假设测试场地是理想的自由空间，测试的是电场强度，然后换算成自由空间下的等效有效辐射功率。因为实际测试场地与理想自由空间总是存在一定的差异，适用于快速估算，测试结果某些测试标准可以接受；替代法，适用于绝大多数情况。测试准确度和可重复性较高。需要注意的是，采用替代法的时候，要注意替代天线和连接电缆的特征阻抗的匹配性。3