sábado, 21 de abril de 2012

E agora, dB, dBi ou dBd ??

Ao escolher uma antena, verificamos a sua especificação e nos deperamos com informações em dB, dBi e dBd, qual a diferença e o que isso significa ?

   O dB , (deciBel) 
 
O dB é uma unidade logarítmica muito usada em telecomunicações, por pelo menos dois motivos :
-  O ouvido humano tem resposta logarítmica (sensação auditiva versus potência acústica)
-  Em telecomunicações, se usam números extremamente grandes ou pequenos. O uso de logaritmos torna estes números pequenos e fáceis de manipular, e transforma produtos em somas e divisões em subtrações.




 
 
O dB é um número relativo e permite representar relações entre duas grandezas de mesmo tipo, como relações de potências, tensões, correntes ou qualquer outra relação adimensional.
Portanto, permite definir ganhos e atenuações, relação sinal/ruído, dinâmica, etc...
Por definição, uma quantidade Q em dB é igual a 10 vezes o logaritmo decimal da relação de duas potências, ou seja :
  Q(dB) = 10 log ( P1 / P2 ).
Como a potência é proporcional ao quadrado da tensão dividida pela resistência do circuito, temos, aplicando as propriedades dos logaritmos (o log. do quadrado de n é duas vezes o log. de n) :
 

Q (dB) = 20 log ( V1 / V2 ) + 10 log ( R2 / R1)

ou ainda, na mesma resistência : Q(dB) = 20 log ( V1 / V2 )
Para ganhos por ex., P2 é a potência de entrada e P1 a potência de saída do circuito.
Para atenuações, P1 é a potência de entrada e P2 a potência de saída.
Atenuação é o inverso do ganho (em unidades lineares) e é igual ao ganho em dB com sinal trocado.
A tabela seguinte fornece alguns valores típicos : 

Q (dB)
P1 / P2
V1 / V2
120
1 000 000 000 000
1 000 000
90
1 000 000 000
31 600
60
1 000 000
1 000
30
1 000
31,6
20
100
10
10
10
3,16
6
4
2
3
2
1,414
0
1
1
-3
0,5
0,707
-6
0,25
0,5
-10
0,1
0,316
-20
0,01
0,1
-30
0,001
0,0316
-60
0,000 001
0,001
-120
0,000 000 000 001
0,000 001
 
Observe que 0 dB (zero dB) equivale a uma relação de 1, e 3 dB equivale a uma relação de 2 ( em potência), e 10 dB por acaso equivale a uma relação de 10. Resumindo : 
+3 dB equivale a multiplicar por 2
+10 dB equivale a multiplicar por 10
 -3 dB equivale a dividir por 2
-10 dB equivale  a dividir por 10

É fácil converter qualquer valor inteiro de dB na relação correspondente, usando apenas 3 e 10 dB. 
Por exemplo, 17 db:
17 = 10 + 10 - 3 dB ou em unidades lineares 10 x 10 / 2 = 50.
Portanto 17 dB equivale a uma relação de 50.

 O dBi
 
 O dBi : usado para expressar o ganho de uma antena em relação a antena ISOTRÓPICA. A antena isotrópica tem um diagrama de irradiação esférico, ou seja , irradia igualmente em todas as direções. O dBi é muito usado em cálculos de enlaces de telecomunicações, pois a atenuação de propagação é sempre calculada entre antenas isotrópicas. A antena isotrópica é uma referencia teórica, sendo de difícil construção prática.





 O dBd
 
 O dBd : usado para expressar o ganho de uma antena em relação ao DIPOLO de meia onda. O dipolo de meia onda é a antena ressonante mais simples e fácil de ser construída e por isso é muito usada como referencia. Em espaço livre, o ganho do dipolo de meia onda é de 0 dBd = 2,15 dBi

Irradiação dipolo de meia onda