Hallo,
ich habe das Problem das ich irgendwie ein dBm in db Umrechnungs Problem
habe. Ich habe die Empfangsleistung in dBm über verschiedene Winkel
gemessen. Nun wollte ich dies in ein Polarplot übertragen. Das
funktioniert auch alles aber ich habe wohl ein Problem bei der
Umrechnung von dBm in db.
Die Werte die ich gemssen habe sind alle negativ. wie zum Beispiel
-30dBm. Gesendet habe ich mit +14,8dBm. LLaut meinem Matlab Code mache
ich irgendwas falsch da ich dB Werte von 1000 und größer bekomme. Was
mache ich falsch?
Das ist mein Matlab Code:
clc;
clear all;
close all;
%% Variablen
c0 = physconst('lightspeed');
f = 2.45e9;
lambda = c0/f;
R = 2.5; %Entfernung
Ptdbm = 14.8; %Gesendete Leistung mit Berücksichtigter
Kabeldaempfung
Gt = 9.8 %dbi Gewinn Horn
Pld = 10.^(Ptdbm./10).*0.001; %lineare Wert Berechnung Gesendeter
Leistung
Pt = 10.*log10(Pld) %db Berechnung Gesendeter Leistung
%Werte einlesen von txt-File
fid = fopen('Messergebnisse.txt');
matrix2 = fscanf(fid,'%e %e',[73 73]);
matrix2 = matrix2';
Prdb = (matrix2(2,:));
Theta = (matrix2(1,:));
close
Pl = 10.^(Prdb./10).*0.001; %dbm Wert in linear umrechnen
Pr = 10.*log10(Pl) % linear in dB
% Gewinn ermittlung mit Friis
Gr = (1./Gt).*(Pt./Pr).*((4.*pi.*R).^2./(lambda.^2))
figure(1);
theta = Theta;
rho= Gr
dirplot(theta,rho,'b');
title('Antenna Gain in dB');
Grüße
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Negative Werte würde ich hier auch erwarten. Ich habe noch keinen Fall gesehen, in dem die Übertragung eines Signales durch den Raum Aam Empfänger mehr Energie aufweist als gesendet wurde. Raumdämpfung ist stets negativ. Gruss Robert
Angehängte Dateien:
Das is mir schon klar und darum gib es doch garnicht. Also gemessene Werte sind zum Beispiel: -50 [in dBm] => Umrechnung in ein linearen Wert 1*10^-8 [W] => Umrechnen in dB -80 [dB] Soweit so gut aber im Angehangenen Bild erkennt man das die Werte sich um die 1000dB belaufen und das kann nicht sein für den Gewinn. Was mache ich falsch? Was betrachte ich falsch?
B e r n d W. schrieb: > Lies dir erst mal das hier durch: > https://de.wikipedia.org/wiki/Antennengewinn#Einheit Ok jetzt bin ich ganz verwirrt. Also ich habe meine Antenne vermessen. Dazu habe ich einen Signalgerator mit 16dbm Leistung auf die gewünschte Frequenz eingestellt. Anschließend diesen an meine Antenne angeschlossen. Durch die mit einberechnete Kabeldämpfung ist der tatsächliche Wert 14.8dbm. In einem Abstand von 4 Meter habe ich mittels einem Horn das bei gewünschter Frequenz einen Gewinn von 9,8dbi aufweist in 5° Schritten die Werte aufgenommen. Mittels der Friis-Übertragungsgleichung kann ich doch jetzt den Gewinn ausrechnen meiner selbst gebauten Antenne. https://de.wikipedia.org/wiki/Friis-Übertragungsgleichung Ich habe den Abstand R (Meter), Lambda, Gewinn des Horns (dbi), die eingespeiste Leistung (dbm), die empfangen Leistung (dbm). Muss ich jetzt wie der Link den du mir geschickt vom Horn die 2,15 dB abziehen? "Der Unterschied im Antennengewinn zwischen Isotropenstrahler und λ/2-Dipol als Bezugsstrahler beträgt etwa 2,15 dB“ Wenn ich das dann getan habe kann ich es doch so rechnen wie ich es getan habe in meinem Matlab Code oder?
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> In einem Abstand von 4 Meter habe ich mittels einem Horn das bei > gewünschter Frequenz einen Gewinn von 9,8dbi aufweist in > 5° Schritten die Werte aufgenommen. Wenn du dir über die 9,8dBi sicher bist und nichts anderes hast, nimmst du diesen Maximalwert minus Kabelverluste als Referenz.
Fabian Zühlke schrieb:
>1*10^-8 [W] => Umrechnen in dB
Soetwas ist nicht möglich. Du hast das Prinzip der
db Rechnerei noch nicht Verstanden. Es werden immer
zwei Werte verglichen, ob ein Wert größer oder kleiner
ist. Größer = Verstärkung, kleiner = Dämpfung.
Bei dbm, wird mit der Leistung 1mW verglichen.
Fabian Z. schrieb: > ich habe das Problem das ich irgendwie ein dBm in db Umrechnungs Problem > habe. Das kann man nicht ineinander umrechnen (es sei denn ihr Amateurfunker habt mal wieder eine Spezialdefinition von db und db != dB). dB ist ein Verhältnis von zwei Größen, ohne Angabe eines Bezugspunktes. dBm ist ein Verhältnis im Bezug auf 1 mW, ein Leistungspegel. Was du machen kannst ist zwei Leistungspegel ins Verhältnis setzen und das dann wieder in dB ausdrücken. Aber du kannst nicht einen einzigen Leistungspegel (in dBm) in ein Verhältnis (in dB) umrechnen. > Die Werte die ich gemssen habe sind alle negativ. wie zum Beispiel > -30dBm. Gesendet habe ich mit +14,8dBm. > LLaut meinem Matlab Code mache > ich irgendwas falsch da ich dB Werte von 1000 und größer bekomme. Was > mache ich falsch? P1 ≙ Lp1 = -30 dBm P2 ≙ Lp2 = 14,8 dBm P1/P2 ≙ Lp1 - Lp2 = -30 dBm - 14,8 dBm ≙ -44,8 dB
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Aha jetzt kommt doch so langsam Licht ins Dunkle. Nochmal kurz in Zusammenfassung: Horn Gewinn 9.8dBi (bezogen auf den isotropen Kugelstrahler) Signalgenerator eingestellt auf 16dBm. Zur bestimmung der Kabeldämpfung habe ich den Signalgenerator direkt an mein Pegelmessgerät geschlossen mit den verwendeten Kabel. Dabei kamen dann Pt = +14.8 dBm raus was ich nun als mein einzuspeisender Pegel nehmen (Pt). Nun wird im Abstand von 4 Meter an der Antenne der Empfangene Pegel bestimmt. Dabei kamen nun Pr = -24dBm raus. Nun kann ich die Friische Formel berechnen mit: Gr = 1/Gt *Pt/Pr *((4piR)^2/lambda^2) Gr = 1/Gt * P *((4pi*R)^2/lambda^2) wobei P = Pt/Pr = (+14.8 dBm) - (-24dBm) = 38,8 dB Gt = 9.8 dBi Nun muss ich aber die db Werte in lineare umrechnen um: 1/Gt * P diese Multiplikation auszuführen. Sonst mache ich ja den gleichen Fehler wieder. Am ende kann ich ja den Gewinn wieder in die dB Darstellung bringen mit Gr(dB) = 10*log(Gr) Ich hoffe ich habe es jetzt wirklich verstanden. Vielen Dank schon mal für euere Hilfe
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Fabian Z. schrieb: > Nun muss ich aber die db Werte in lineare umrechnen um: 1/Gt * P diese > Multiplikation auszuführen. Wieso das. Die Logarithmusfunktion ist die Umkehrfunktion zur Exponentialfunktion. Die log-Funktion wurde eingeführt, um Multiplikationen zu vermeiden und jetzt kommst du und willst genau das Gegenteil, statt die Vorteile der log-Funktion zu nutzen. Das dürfte Schulstoff der 10ten Klasse sein. https://de.wikipedia.org/wiki/Logarithmus#Produkte
Wolfgang schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Nun muss ich aber die db Werte in lineare umrechnen um: 1/Gt * P diese >> Multiplikation auszuführen. > > Wieso das. Die Logarithmusfunktion ist die Umkehrfunktion zur > Exponentialfunktion. > Die log-Funktion wurde eingeführt, um Multiplikationen zu vermeiden und > jetzt kommst du und willst genau das Gegenteil, statt die Vorteile der > log-Funktion zu nutzen. > > Das dürfte Schulstoff der 10ten Klasse sein. > https://de.wikipedia.org/wiki/Logarithmus#Produkte Da hast du ja vollkommen recht das ich das machen könnte aber ich muss ja noch mit ((4pi*R)^2/lambda^2) multiplizieren. Das darf ich dann aber nicht. Ich kann ja dB * ((4pi*R)^2/lambda^2) machen. Also kann ich entweder zuvor die db in einen linearen Wert umrechnen oder halt so wie du sagst P-Gt und dann das Ergebnis umrechnen um es mit ((4pi*R)^2/lambda^2) zu multiplizieren. Is doch gehopst wie gesprungen? Oder sehe ich das falsch?
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Fabian Z. schrieb: > Da hast du ja vollkommen recht das ich das machen könnte aber ich muss > ja noch mit > > ((4pi*R)^2/lambda^2) Du weiß schon, dass ^2 beim Rechnen mit Logarithmen zu einer Multiplikation mit 2 wird? Mir scheint, da fehlen deutlich ein paar Grundlagen
Wolfgang schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Da hast du ja vollkommen recht das ich das machen könnte aber ich muss >> ja noch mit >> >> ((4pi*R)^2/lambda^2) > > Du weiß schon, dass ^2 beim Rechnen mit Logarithmen zu einer > Multiplikation mit 2 wird? > > Mir scheint, da fehlen deutlich ein paar Grundlagen Hm, ja das wusste ich aber ich bin ein wenig verwirrt was bei deiner Umsetzung besser sein soll als bei meiner? Und ich bekomme nun auch unterscheidliche Werte. Irgendwas mach ich wieder mal falsch. Wir nun mehr zur Mathestunde hier :D (man lernt nie aus) Also ich habe nun das da stehen. c0 = physconst('lightspeed'); f = 2.45e9; lambda = c0/f; Rgruppe = 4; %entfernung Ptdbm = 14.8; %Gesendete Leistung mit Berücksichtigter Kabeldaempfung Gt = 9.5499; %dbi GewinnHorn 9.8 dBi P1 = Prdb1 - Ptdbm; Pl1 = 10.^(P1./10); G1 = (1./Gt).*Pl1.*((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)); Gr1 = 10.*log10(G1); Diese Methode von mir findest du ja falsch oder nicht so toll. Wolltest du es eher so: P1 = Prdb1 - Ptdbm; G1 = P1 - Gt + 20*log(4+pi+Rgruppe /lambda);
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Fabian Z. schrieb: > G1 = (1./Gt).*Pl1.*((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)); > ... > G1 = P1 - Gt + 20*log(4+pi+Rgruppe /lambda); Oh, oh ...
1 | ((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)) |
würde nach dem Logarithmieren wohl eher so aussehen
1 | 2*(log(4)+log(pi)+log(Rgruppe/m)) - 2*log(lambda/m) |
Wolfgang schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> G1 = (1./Gt).*Pl1.*((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)); >> ... >> G1 = P1 - Gt + 20*log(4+pi+Rgruppe /lambda); > > Oh, oh ... > >
1 | ((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)) |
würde nach dem > Logarithmieren wohl eher so aussehen >
1 | 2*(log(4)+log(pi)+log(Rgruppe/m)) - 2*log(lambda/m) |
Oh je oh je, da fehlt aber ein gutes Stück allgemein Wissen :( Da muss ich mich mal hinsetzten und die Lücke aufarbeiten. Es ist mir nun zum Teil klar geworden. Jedoch verstehe ich nicht warum durch m? 2*log(lambda/m) Was ich auch nicht verstehe warum mein erster Ansatz für dich so unpraktisch erscheint? Ich habe doch nur das da stehen: P1 = Prdb1 - Ptdbm; Pl1 = 10.^(P1./10); G1 = (1./Gt).*Pl1.*((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)); Gr1 = 10.*log10(G1); und musste natürlich den Gewinn vom Horn noch umrechnen.
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Fabian Z. schrieb: > Jedoch verstehe ich nicht warum durch m? Das m Steht für Meter. Den Logarithmus von einen dimensionsbehafteten Größe kann du nicht berechnen, weil es soetwas wie log(m) nicht gibt. Der funktioniert nur mit reinen Zahlen. Statt m kannst du natürlich jede Längeneinheit verwenden, der Faktor kürzt sich sowieso wieder raus (bzw. steht als Differenz im logarithmierten Ausdruck), weil sowohl Rgruppe also auch lambda Längen sind.
Hallo Fabian wenn ich Dir sage "heute war es 10° wärmer als gestern" und ich Dich dann frage "wie warm war es gestern" wirst Du mir keine Antwort geben können. Das genau war aber Deine Fragestellung im Eingangspost. Das elektrische Äquivalent zur ersten Frage ist das dB, wie oben erwähnt ein reines VERHÄLTNIS Das elektrishce Äquivalent zur zweiten Frage ist das dBm, ein ABSOLUTWERT. Es gibt keine Umrechnung! Das schöne an der dB-Rechnung ist ja, dass man nur addieren und subtrahieren muss, wenn man es verstanden hat Du hast einen ABSOLUTPEGEL von 14.8 dBm an der Antenne Gehen wir in Gedanken mal davon aus, daas Du einen Isotropenstrahler als Sendeantenne benutzt, die 0 dBi Gewinn hat. Die reine Streckendämpfung kann man hier http://www.changpuak.ch/electronics/calc_10.php berchnen, sie beträgt 52,2 dB (ein VERHÄLTNIS) Gehen wir weiter davon aus, dass Du einen Isotropenstrahler als Empfangsantenne benutzt. Dann lautet die einfache Rechnung Empfangspegel = Sendepegel - Streckendämpfung also 14,8 dBm - 52,8 dB = -37,4 dBm Der Sendepegel wird auf der Strecke um 52,2 dB gedämpft, das drückt das Minuszeichen aus. Umwandlung in Leistung und Ausrechnen des Dämfungsfaktor sind unnötig, einfach subtrahieren! Nun setzen wir Deine Empfangsantenne mit dem Gewinn 9,8 dBi ein also -37,4 dBm + 9,8 dB = -27,6 dBm Tatsächlich hast Du aber -24 dBm gemessen,also hat Deine Sendeantenne 27,6 - 24 = 3,6 dBi Gewinn Der Schritt zum Polardiagramm ist einfach: der äußere Kreis entspricht dem gemessenen Maximalwert, ich gehe mal von Deinen -24 dBm aus. Die werden jetzt zu 0 dB im Polardiagramm. Alle anderen Werte sind normalerweise kleiner, also -25 dBm, -27,6 dBm usw. Bilde den Differenzwert zum Maximalpegel -24 dBm und trage ihn in der entsprechenden Winkelposition in das Diagramm ein - fertig Peter
Wolfgang schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Jedoch verstehe ich nicht warum durch m? > > Das m Steht für Meter. Den Logarithmus von einen dimensionsbehafteten > Größe kann du nicht berechnen, weil es soetwas wie log(m) nicht gibt. > Der funktioniert nur mit reinen Zahlen. > > Statt m kannst du natürlich jede Längeneinheit verwenden, der Faktor > kürzt sich sowieso wieder raus (bzw. steht als Differenz im > logarithmierten Ausdruck), weil sowohl Rgruppe also auch lambda Längen > sind. Vielen Dank für deine Bemühungen für mich :) hat mir sehr geholfen. Jedoch will es heute einfach nicht so richtig. Ich bekomme einfach unterscheidliche Werte raus kann mir aber wiedermal nicht erklären warum. Deine Lösung: P1 = Prdb1 - Ptdbm; Gr1 = P1 - Gt + 2.*(log(4)+log(pi)+log(Rgruppe)) - 2.*log(lambda) Meine Lösung P1 = Prdb1 - Ptdbm; Pl1 = 10.^(P1./10); G1 = (1./Gt).*Pl1.*((4.*pi.*Rgruppe).^2./(lambda.^2)); Gr1 = 10.*log10(G1); Es kommen unterschiedliche Ergebnisse raus. Warum, wo habe ich den jetzt schon wieder einen Denkfehler
Radiofox schrieb: > Das elektrishce Äquivalent zur zweiten Frage ist das dBm, ein > ABSOLUTWERT. > > Es gibt keine Umrechnung! Na ja, das kann man so oder so sehen. Wenn man mit 14.8 dBm auf eine Antenne geht, die 5.2 dB Gewinn macht, ergibt sich eine EIRP von 20dBm, i.e. dBm plus dB gibt dBm
Angehängte Dateien:
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100 KB -
Meine_Formel.png
16 KB
Also irgendwie habe ich es wohl noch nicht ganz verstanden. Was ihr mir erklärt habt mit den Verhältnissen ist einleuchtend. Jedoch weis ich nun nicht welches Ergebnis der Wahrheit entspricht. In der Simultation habe ich einen Gewinn von 14 db. In der Messung welche ich im Anhang angehangen habe komme ich auf ca 7db.(NAch meiner Umrechnung) Verwende ich die von Herrn Wolfgang Gast komme ich auf -35db. Der Matlab Code lautet wie in der abgehangenen .txt datei. Was ist nun richtig?
dB ist eigentlich ein dB* ;) Um das Wildcard * zu füllen, braucht es immer was Absolutes, also dBm, dBuV, etc. Ist an sich auch klar, nachdem das + bei dB ja nur ein verkapptes * ist, funktioniert das (Wert mit Einheit)*(Wert ohne Einheit). Ohne dB ist zB. 10W+5 ja sinnlos...
Hallo Fabian, außer ein oder zwei Beträgen solltest Du alles oben ignorieren. Wie Du schon selbst geschrieben hast: In https://de.wikipedia.org/wiki/Friis-%C3%9Cbertragungsgleichung ist die Formel in beiden Varianten richtig und einfach dargestellt. Einfach umstellen und beide Formeln haben das selbe Ergebnis, einmal linear und einmal in Dezibel. Wenn Du dazu den ümhüllenden Text liest, verstehst Du auch den Unterschied zwischen linearer und logarithmischer Darstellung. Mit den Links sogar das mit den dB und dBm... Und der parktische Vorteil der dB-Rechnung wird klar, wenn man derartige Gewinn-Berechnungen im Kopf machen möchte. Hier mal ein Beispiel mit Praxisbezug: http://www.lte-anbieter.info/technik/dBi.php Am Anfang tut sich jeder mit Dezibel schwere, das dauert ein paar Jahre...
Vielen Dank euch allen für die guten Links und der Hilfestellung. Ja, das hantieren mit Dezibel ist nicht ganz einfach habe ich gemerkt. Jedoch muss ich noch etwas fragen. So wie Michael F. schrieb sind beide Plots richtig. Jedoch tut ich mir nun schwer die 3dB Halbwertsbreite abzulesen. Theoretisch muss ich vom Peak 3dB runter oder in die Hälfte beim linearen Wert. Ja nur wo ist die Hälfte? Meine Plots sind ja weiter oben eingefügt. Wie macht man das?
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Du zeichnest einen Kreis ins Diagramm mit dem Radius = Maximum - 3dB. Die Schnittpunkte mit diesem Kreis entsprechen dann der Halbwertsbreite.
B e r n d W. schrieb: > Du zeichnest einen Kreis ins Diagramm mit dem > Radius = Maximum - 3dB. > > Die Schnittpunkte mit diesem Kreis entsprechen dann der Halbwertsbreite. Ist es dann egal ob ich in der Linearen oder Log. Also ist die Halbwertsbreite wieder in log oder Linearen Maßstab definiert?
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Fabian Z. schrieb: > Ist es dann egal ob ich in der Linearen oder Log. Also ist die > Halbwertsbreite wieder in log oder Linearen Maßstab definiert? Im linearen Maßstab ist es der Winkelabstand der beiden Punkten, bei denen das Signal gegenüber dem Maximum auf die Hälfte zurück gegangen ist, im logarithmischen Maßstab sind die Bezugspunkte die, bei den das Signal gegenüber dem Maximum unter den Wert von Max-3dB sinkt. Das läuft auf den selben Winkel hinaus, weil -3dB einem Faktor 0.5 im linearen Maßstab entspricht.
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